Файл: В россии в xvixvii веках появилось намного более передовое изобретение.docx

Режим подчинения удобен в сетях с централизованным управлением, прост в программной реализации и не создает в сети ситуации столкновения запросов - одновременной попытки установить связь со стороны двух абонентов. В то же время этот режим не удовлетворяет требованиям свойственного для сетей диалогового режима (посылка сообщений в любой момент времени любому абоненту).

Основные формы взаимодействия абонентских ЭВМ

Самое существенное в работе вычислительной сети - определение набора функций, доступных ее абоненту.

Так как пользователи сети работают в определенных предметных областях и используют сеть для решения своих прикладных задач, напомним, что такое процесс, и определим понятие прикладной процесс.

Процесс - некоторая последовательность действий для решения задачи, определяемая программой.

Прикладной процесс - некоторое приложение пользователя, реализованное в прикладной программе.

Отсюда следует, что взаимодействие абонентских ЭВМ в сети можно рассматривать как взаимодействие прикладных процессов конечных пользователей через коммуникационную сеть.

Вычислительная сеть обеспечивает физическое соединение между абонентскими ЭВМ - передачу сообщений по каналам связи. Для того чтобы могли взаимодействовать процессы, между ними должна существовать и логическая связь (процессы должны быть инициированы, файлы данных открыты).

Анализ работы вычислительных сетей позволяет установить следующие формы взаимодействия между абонентскими ЭВМ:

• 
  терминал - удаленный процесс;
  

• 
  терминал - доступ к удаленному файлу;
  

• 
  терминал - доступ к удаленной базе данных;
  

• 
  терминал - терминал;
  

• 
  электронная почта.
  

Взаимодействие терминал - удаленный процесс предусматривает обращение с терминала одной из абонентских ЭВМ к процессу, находящемуся на другой абонентской ЭВМ сети. При этом устанавливается логическая связь с процессом и проводится сеанс работы с ним. Можно запустить удаленный процесс, получить результаты обработки данных этим процессом. Возможна также работа в режиме консоли - трансляция команд сетевой операционной системы на удаленную ЭВМ.

При взаимодействии терминал - доступ к удаленному файлу можно открыть удаленный файл, модифицировать его или произвести транспортировку этого файла на любое внешнее устройство абонентской ЭВМ для дальнейшей работы с ним в лекальном режиме.

---

Работа в режиме терминал - доступ к удаленной базе данных аналогична предыдущей форме взаимодействия. Только в этом случае производится работа с базой данных в ее полном объеме в соответствии с правами доступа, которыми обладает данный пользователь вычислительной сети.

Взаимодействие терминал - терминал предусматривает обмен сообщениями между абонентами сети в диалоговом режиме. Сообщения могут посылаться как отдельным абонентам, так и группам абонентов сети. Длина сообщения не должна превышать некоторой установленной для данной сети величины (обычно - строка на экране терминала).

Форма взаимодействия электронная почта в последнее время стала очень распространенной. Каждый абонент имеет на своей ЭВМ "почтовый ящик". Это специальный файл, в который записываются все поступающие в его адрес сообщения. Конечный пользователь может проверять в начале работы свой "почтовый ящик", выводить сообщения на печать и передавать сообщения в адрес других абонентов вычислительной сети.

Структурная схема, иллюстрирующая основные формы взаимодействия между абонентскими ЭВМ в сети, приведена на рисунке 6.9.



Рис.6.9.Формы взаимодействия абонентских ЭВМ

 

Цифровые данные по проводнику передаются путем смены текущего напряжения: нет напряжения - "0", есть напряжение - "1".

Существуют два способа передачи информации по физической передающей среде: цифровой и аналоговый.

Если все абоненты компьютерной сети ведут передачу данных по каналу на одной частоте, такой канал называется узкополосным (пропускает одну частоту).

 Если каждый абонент работает на своей собственной частоте по одному каналу, то такой канал называется широкополосным (пропускает много частот). Использование широкополосных каналов позволяет экономить на их количестве, но усложняет процесс управления обменом данными.

При цифровом или узкополосном способе передачи данные  ( рис. 6.10.) передаются в их естественном виде на единой частоте. Узкополосный способ позволяет передавать только цифровую информацию, обеспечивает в каждый данный момент времени возможность использования передающей среды только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии (длина линии связи не более 1000 м).

В то же время узкополосный способ передачи обеспечивает высокую скорость обмена данными - до 10 Мбит/с и позволяет создавать легко конфигурируемые вычислительные сети. Подавляющее число локальных вычислительных сетей использует узкополосную передачу.

---

Рис.6.10.Цифровой способ передачи

Аналоговыйспособ передачи цифровых данных обеспечивает широкополосную передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот.

При аналоговом способе передачи происходит управление параметрами сигнала несущей частоты для передачи по каналу связи цифровых данных.

Сигнал несущей частоты представляет собой гармоническое колебание, описываемое уравнением:

                            X = X_max sin (wt+j ₀)

где:  X_max  -  амплитуда колебаний;

w - частота колебаний;

t -  время;

j ₀  -  начальная фаза колебаний.

Передать цифровые данные по аналоговому каналу можно, управляя одним из параметров сигнала несущей частоты: амплитудой, частотой или фазой.

Так как необходимо передавать данные в двоичном виде(последовательность единиц и нулей), то можно предложить следующие способы управления (модуляции):

• 
  амплитудный;
  
• 
  частотный;
  
• 
  фазовый.
  

Проще всего понять принцип амплитудной модуляции: «0» – отсутствие сигнала, т.е. отсутствие колебаний несущей частоты; «1»- наличие сигнала, т.е. наличие колебаний несущей частоты. Есть колебания – единица, нет колебаний – нуль .

Частотная модуляция предусматривает передачу сигналов 0 и 1 на разной частоте. При переходе от 0 к 1 и от 1 к 0 происходит изменение сигнала несущей частоты .

Наиболее сложной для понимания является фазовая модуляция. Суть ее в том, что при переходе от 0 к 1и от 1 к 0 меняется фаза колебаний, т.е. их направление .

В сетях высокого уровня иерархии - глобальных и региональных используется также и широкополосная передача, которая предусматривает работу для каждого абонента на своей частоте в пределах одного канала. Это обеспечивает взаимодействие большого количества абонентов при высокой скорости передачи данных.

Широкополосная передача позволяет совмещать в одном канале передачу цифровых данных, изображения и звука, что является необходимым требованием современных систем мультимедиа.

Локальные вычислительные сети (ЛВС).

Основное назначение локальной компьютерной сети — представление инфор­мационных и вычислительных ресурсов. Компьютерные сети состоят из сер­веров и рабочих станций.

---

Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее поль­зователей определенными услугами. Серверы хранят данные и являются источниками ресурсов сети. Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к его ре­сурсам. Эта станция может работать как в сетевом, так и в локальном режиме.

Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент формирует запрос на сервер для вы­полнения сложных процедур: чтение файла, поиск информации базе данных и т. п. Сервер выполняет запрос, результаты выполнения запроса передаются клиенту. Для подобных систем принята терминология клиент-сервер.

Компьютерные сети подразделяются на два типа: одноранговые сети и сети на основе выделенного сервера.

 Между этими двумя типами сетей су­ществует принципиальные различия. В одноранговой сети нет единого цен­тра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Все компьютеры в такой сети равноправии. Пользова­телю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям. Такая сеть высоконадежна и имеет сравнительно небольшую стоимость. Одноран­говые сети, как правило, объединяют не более десятка компьютеров. К не­достаткам относятся следующие обстоятельства: эффективность работы сети зависит от количества станций, управлять такой сетью сложно, также сложно обеспечить качественную защиту информации, кроме того, в такой сети трудно модифицировать и обновлять программное обеспечение.

В сетях с выделенным сервером один из компьютеров (сервер) выполняет функции хранения данных, управления взаимодействием между рабочими станциями и, ряд сервисных функций. На сервере устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все выделяемые внешние уст­ройства — жесткие диски, принтеры, модемы. Взаимодействие между рабо­чими станциями устанавливается через сервер. В такой сети возможно по­строить надежную систему защиты информации, она обеспечивает высокое быстродействие, просто управляема, в ней отсутствует ограничение на число рабочих станций. К недостаткам надо отнести высокую стоимость сети, зави­симость быстродействия и надежности работы сети от сервера, меньшую гибкость системы по сравнению с одноранговой сетью.

По территории, где расположена ЛВС, вычислительные машины могут быть расположены самым причудливым образом. С точки зрения методов управления ЛВС взаимное расположение ЭВМ имеет большое значение. 

---

Топология ЛВС — это усредненная геометрическая схема соединения узлов сети.

Для ЛВС типичными являются четыре топологии: шинная, звездо­образная, кольцевая и ячеистая.

 Компьютерная сеть рассматривается как совокупность узлов сети, а узел — это любое устройство, подключенное к передающей среде сети.

 Шинная топология самая простая. В ней используется один кабель, назы­ваемый магистралью, или её сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры (рис. 6.1.). Данные распространяются по кабелю в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информа­ция поступает на все узлы, но принимается только там, куда адресована. Для гашения сигналов на концах кабеля устанавливаются терминаторы. Сеть имеет высокое быстродействие и устойчива к неисправностям отдельных узлов. К недостаткам относятся малая протяженность сети, невозможность использования различных типов кабеля в пределах сети. Шина — пассивная топология: компьютеры только слушают передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Выход, некоторых компьютеров из строя никак не сказывается на работе сети.



Рис. 6.1. Топология шина

Звездообразная топология требует выделения центрального узла, к кото­рому подключаются все остальные. Этот узел называется концентрато­ром (hub). Информация передаётся через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует всю информацию в сети (рис. 6.2.). Взаимодействие станций здесь простое, но работоспособность сети зависит целиком от центрального узла. Главное преимущество этой топологии — более высокая надежность. Выход из строя нескольких ком­пьютеров на работу сети не влияет.



Рис. 6.2. Топология звезда

Кольцевая топология предусматривает соединение узлов замкнутой кри­вой— кабелем передающей среды (рис. 6.3.). Информация передается от узла к узлу. Это активная топология. Каждый промежуточный узел ме­жду передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел сам распознает и получает адресованное ему сообще­ние. Эта топология — лучшая для небольших сетей, занимающих очень ограниченное пространство. В этой сети нет центрального узла. Из недос­татков следует отметить небольшое быстродействие и необходимость специальных мер для сохранения целостности тракта передачи информа­ции. Выход из строя хотя бы одного компьютера приводит к падению сети.

---