Файл: Лекция 1 Развитие отрасли информационных технологий создало ряд предпосылок для создания и использования компьютерных сетей.ppt

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» АВИАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИЛЕКЦИЯ №1 Развитие отрасли информационных технологий создало ряд предпосылок для создания и использования компьютерных сетей:- повсеместное распространение персональных компьютеров – относительно недорогой и высокопроизводительной техники, с помощью которой решаются задачи различной сложности;- потребность пользователей обмениваться информацией, совместно используя общие информационные, аппаратные и программные ресурсы;- появление широкого спектра аппаратных и программных коммуникационных средств, позволяющих легко объединять отдельные персональные компьютеры в сети. Компьютерная сеть (Computer NetWork) – это совокупность компьютеров и различных устройств, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, которая обеспечивает разделение ресурсов и обмен информацией между компьютерами. Компьютерная сеть (Computer NetWork) – это совокупность компьютеров и различных устройств, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, которая обеспечивает разделение ресурсов и обмен информацией между компьютерами. Объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети, называются абонентами сети. Информация в сети передается в виде электрических сигналов или электромагнитных волн. Линии связи или пространство, в котором распространяются сигналы и волны, а также аппаратура передачи данных называется физической передающей средой. Устройство, непосредственно подключенное к передающей среде, называется узлом. На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентами сети. Наличие компьютерной сети предоставляет пользователям ряд преимуществ:- разделение данных – дает пользователям, нуждающимся в информации, возможность доступа к базам данных и управления ими со своих рабочих мест;- разделение технических ресурсов - позволяет более экономно использовать относительно дорогие ресурсы, например, печатать на цветном лазерном или крупно-форматном принтере;

---

- разделение программных ресурсов – позволяет одновременно использовать централизованно установленные программные средства;- разделение вычислительных ресурсов – позволяет использовать существующие вычислительные мощности для обработки больших объемов данных другими системами, входящими в сеть. Основные требования, которые предъявляются к современным компьютерным сетям:- производительность – определяется такими показателями, как время реакции системы (время, которое затрачивается с момента формирования запроса до момента получения ответа на него) и пропускная скорость сети (количество информации, переданной через сеть в единицу времени);- надежность – определяется надежностью работы компонентов сети и обеспечением сохранности информации;- управляемость. Управлением сетью занимается администратор сети или пользователь, которому поручены эти функции. Другими характеристиками управляемости являются возможность определения проблем в работе компьютерной сети или отдельных ее сегментов, выработка управленческих действий для решения выявленных проблем и возможность автоматизации этих процессов при решении похожих проблем в будущем; - расширяемость и масштабируемость – означает возможность подключения дополнительных ЭВМ, линий связи и т.д. без изменения технических и программных средств существующей сети;- интегрируемость – означает возможность подключения к сети разнообразного и разнотипного оборудования, программного обеспечения от разных производителей;- гибкость – означает сохранение работоспособности сети при изменении ее структуры либо при выходе из строя ЭВМ или линии связи;- прозрачность – предполагает скрытие особенностей сети от конечных пользователей, возможность распараллеливания работы между разными элементами сети;- эффективность – означает обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах. Современные сети можно классифицировать по различным признакам: - по охватываемой ими территории (или по удаленности компьютеров); - топологии; - назначению;- перечню предоставляемых услуг; - принципам управления; - методам коммуникации; - видам среды передачи и др.

---

Рассмотрим некоторые из них. По охватываемой территории: - Локальные сети (Local Area Network – LAN). Зона охвата сетей невелика (зарубежные источники дают оценку — около шести миль (10 км) в радиусе). Они обеспечивают передачу данных в одном помещении, здании или комплексе зданий. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть большего уровня. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешён только ограниченному кругу пользователей.- Региональные сети (Metropolitan Area Network – MAN). Занимают промежуточное положение между глобальными и локальными, используются для передачи данных на средние расстояния, масштаба города, района, региона.- Глобальные сети (Global Area Network – GAN или Wide Area Network - WAN). Покрывают огромные географические пространства. Объединяют абонентов, расположенных в разных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами осуществляется на базе телефонных и кабельных линий, систем спутниковой и радиосвязи. По типу среды для передачи данных:Сети делятся на проводные (коаксиальный кабель, витая пара, оптическое волокно и т.д.) и беспроводные (радиоканалы, передача данных в инфракрасном диапазоне и т.д.).По скорости передачи данных:По скорости передачи информации сети можно разделить на низко- (до 10 Мбит/с), средне- (до 100 Мбит/с) и высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с).По способу передачи данных:- сети коммутации каналов; - сети коммутации пакетов.В сетях коммутации каналов предполагается, что между источником и приемником существует выделенный маршрут, типичным примером является телефонная сеть. В сетях коммутации пакетов длинные сообщения разбиваются на короткие пакеты. Каждый пакет перемещается от отправителя к получателю через промежуточные узлы сети. Преимущество: гибкость, совместное использование одних каналов связи. Недостаток — нет гарантии своевременной доставки пакетов. Локальная вычислительная сеть – это два или большее число компьютеров (серверов, рабочих станций, терминалов), которые, будучи совместно подключенными к единому каналу передачи данных, могут связываться друг с другом для обмена информацией. Обычно такая сеть объединяет компьютеры, компактно расположенные в одном или не-скольких зданиях.

---

Интранет (корпоративная сеть) – это локальная сеть компании, функционирование которой основано на семействе протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet-work Protocol – протокол управления передачей данных/межсетевой протокол), используемых в сети Интернет. Большинство таких сетей размещается внутри одного офисного здания и основано на модели «клиент-сервер», в которой используется центральный специализированный сервер, принимающий и обслуживающий запросы всех клиентов. Большое количество построенных локальных сетей привело к необходимости их классификации, которая может быть проведена по различным признакам.По назначению:- сети обработки информации;- информационно-поисковые сети;- сети, управляющие различными процессами (административными, технологическими и др.);- информационно-расчетные сети.По типам используемых в сети ЭВМ:- однородные сети, включающие однотипное оборудование и абонентские средства;- неоднородные сети, содержащие различные классы и модели устройств. По способу организации управления:- однородные сети с централизованным управлением, которые имеют центральную ЭВМ, управляющую их работой, и характеризуются простотой обеспечения взаимодействия между абонентами сети;- однородные с децентрализованным (распределенным) управлением, в которых функции управления распределены между ЭВМ сети. По организации передачи данных:- сети с маршрутизацией информации, в которых абонентские системы могут взаимодействовать по различным маршрутам передачи блоков данных;- сети с селекцией информации, в которых взаимодействие абонентов сети производится выбором (селекцией) адресованных им данных. По используемой топологии:- сети на базе «шины»;- сети на базе звезды»;- сети на базе «кольца»;смешанные. По используемой технологии:- сети на базе Ethernet;- сети на базе Token Ring. Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на следующие функциональные группы с точки зрения их отношения к ресурсам сети:Сервер (server) - специально выделенный высокопроизводительный компьютер, управляющий работой сети и/или предоставляющий другим компьютерам сети свои ресурсы (программное обеспечение, сервисы, файлы, устройства) и отвечающий на запросы клиентов.

---

Серверы:- файловые серверы (file server) – компьютеры с большой емкостью памяти, предназначенные для хранения данных пользователей сети и обеспечения доступа к ним;- серверы баз данных (database server) – компьютеры со специальным программным обеспечением (СУБД), предназначенные для хранения и обработки огромных массивов данных;- сервер прикладных программ (application server) - обеспечивает выполнение прикладных программ для пользователей, работающих на своих рабочих станциях;- сервер резервного копирования данных (backup server) - обеспечивает создание, хранение и восстановление копий данных, расположенных на файловых серверах и рабочих станциях;- серверы печати (print server) – компьютеры со специальным программным обеспечением, предназначенные для организации процесса печати);- и др. Рабочая станция (клиентский компьютер).Это компьютер рядового пользователя сети, получающий доступ к ресурсам сервера (серверов). Каждая рабочая станция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою операционную систему.Терминал.Устройство не предназначено для работы в автономном режиме (не имеет процессора для обработки команд), но выполняет операции по вводу команд пользователя, их передаче другому компьютеру и выдаче готового результата. Коммуникационное оборудование.Технические средства компьютерных сетей включают в себя различные функциональные группы оборудования:- средства линий передачи данных (кабель "витая пара", оптоволоконный и пр.) - реализуют собственно перенос сигнала;- средства соединения линий передачи с сетевым оборудованием узлов (сетевые платы) - реализуют ввод-вывод данных с оконечного оборудования в сеть;- средства увеличения дистанции передачи данных – репитеры (или повторители, repeater), модемы и пр. - осуществляют усиление сигналов или преобразования в форму, удобную для дальнейшей передачи;- средства повышения емкости линий передачи (мультиплексирования) - позволяют реализовывать несколько логических каналов в рамках одного физического соединения путем разделения частот передачи, чередования пакетов во времени и т.д.;- средства управления информационными потоками в сети (коммутации каналов, коммутации пакетов, разветвления линий передачи) - осуществляют адресацию сообщений. Например, концентраторы (hub), коммутаторы (switch), мосты (bridge), маршрутизаторы (router), шлюзы (gateway).

---