СЕТИ ЭВМ ЛЕКЦИЯ 1 АГТУ КАФЕДРА «ВМиЭ» Ст. преподаватель ГОЛОВАЧЁВ Д.Н.

2 Введение в вычислительные сети Сети. Коммуникационная сеть - система, состоящая из объектов, осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и потребления продукта, называемых пунктами (узлами) сети, и линий передачи (связей, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу продукта между пунктами.

3 Отличительная особенность коммуникационной сети - большие расстояния между пунктами по сравнению с геометрическими размерами участков пространства, занимаемых пунктами. В качестве продукта могут фигурировать информация, энергия, масса, и соответственно различают группы сетей информационных, энергетических, вещественных. В группах сетей возможно разделение на подгруппы. Так, среди вещественных сетей могут быть выделены сети транспортные, водопроводные, производственные и др. При функциональном проектировании сетей решаются задачи синтеза топологии, распределения продукта по узлам сети, а при конструкторском проектировании выполняются размещение пунктов в пространстве и проведение (трассировка) соединений

4 Информационная сеть - коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация. Вычислительная сеть - информационная сеть, в состав которой входит вычислительное оборудование. Компонентами вычислительной сети могут быть ЭВМ и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети. Эти компоненты составляют оконечное оборудование данных (ООД или DTE - Data Terminal Equipment). В качестве ООД могут выступать ЭВМ, принтеры, плоттеры и другое вычислительное, измерительное и исполнительное оборудование автоматических и автоматизированных систем. Собственно пересылка данных происходит с помощью сред и средств, объединяемых под названием среда передачи данных.

5 Работы по созданию ВС начались ещё в 60-х годах. Прообразом ВС явились системы телеобработки данных (СТД), построенные на базе больших (а позже и миниЭВМ). В качестве средств передачи данных использовалась существующая телефонная сеть. Структура СТД представлена на рис СТД состоит из: абонентских пунктов (АП); модемов, мультиплексора передачи данных (МПД) и ЭВМ. Телефонная сеть ориентирована на передачу речевой (аналоговой) информации, поэтому одни из элементов сети явились достаточно медленные аналоговые коммутаторы.

6 Рис Структура системы телеобработки.

7 Основным недостатком СТД является невысокое быстродействие (9600 бит/с, реально 2400 бит/с). Поэтому одним из направлений совершенствования СТД явилась разработка цифровых телефонных коммутаторов. Аналоговую речь при этом предлагалось переводить в дискретную форму. Основным недостатком СТД является невысокое быстродействие (9600 бит/с, реально 2400 бит/с). Поэтому одним из направлений совершенствования СТД явилась разработка цифровых телефонных коммутаторов. Аналоговую речь при этом предлагалось переводить в дискретную форму. Вторым существенным недостатком СТД является возможность передачи данных по каналу связи в один и тот же момент времени только с одной скоростью. Этот недостаток был преодолен использованием впервые в 70-х годах в США коммуникаций кабельного телевидения, позволяющих вести широкополосную передачу (ШП). ШП позволяет по одному кабелю вести передачу данных одновременно с различными скоростями. Вторым существенным недостатком СТД является возможность передачи данных по каналу связи в один и тот же момент времени только с одной скоростью. Этот недостаток был преодолен использованием впервые в 70-х годах в США коммуникаций кабельного телевидения, позволяющих вести широкополосную передачу (ШП). ШП позволяет по одному кабелю вести передачу данных одновременно с различными скоростями.

8 Третьим направлением перехода к сетям была разработка высокоскоростных шин для обеспечения взаимодействия нескольких больших ЭВМ. Третьим направлением перехода к сетям была разработка высокоскоростных шин для обеспечения взаимодействия нескольких больших ЭВМ. Четвёртым направлением развития ВС была реализация распределённой обработки данных. Для этого в середине 70-х годов появились технические средства и программное обеспечение, позволяющие связать ЭВМ в виде кольца или шины. Четвёртым направлением развития ВС была реализация распределённой обработки данных. Для этого в середине 70-х годов появились технические средства и программное обеспечение, позволяющие связать ЭВМ в виде кольца или шины.

9 В 80-х годах появились микроЭВМ. Существенно не отличаясь от больших и миниЭВМ по скорости обработки информации и объёму ОП, микроЭВМ имели в десятки раз меньшую внешнюю память. Поэтому 5-ым направлением создания ВС была разработка специальных дисковых мультиплексоров. В 80-х годах появились микроЭВМ. Существенно не отличаясь от больших и миниЭВМ по скорости обработки информации и объёму ОП, микроЭВМ имели в десятки раз меньшую внешнюю память. Поэтому 5-ым направлением создания ВС была разработка специальных дисковых мультиплексоров. К середине 80-х годов все отмеченные тенденции развития сетей стали сближаться, что привело к разработке современных вычислительных сетей (рис. 1.2). К середине 80-х годов все отмеченные тенденции развития сетей стали сближаться, что привело к разработке современных вычислительных сетей (рис. 1.2).

10 Рис Направление развития сетей.

11 Классификация ВС и их систем. Общая структура ВС представлена на рис.1.3. Основными компонентами сети являются: каналы; каналы; системы: абонентская (АбС) и ассоциативная (АсС); системы: абонентская (АбС) и ассоциативная (АсС); сеть передачи данных сеть передачи данных

12 Рис Структура ВС.

13 В зависимости от выполняемых функций ассоциативные системы подразделяются на два вида: межсетевые и сетевые. Ассоциативная система, предназначенная для обеспечения взаимодействия двух либо более ВС, называется межсетевой (на рис. 1.3 это система АсС5). Ассоциативная система, предназначенная для обеспечения взаимодействия двух либо более ВС, называется межсетевой (на рис. 1.3 это система АсС5). Ассоциативная система, которая связывает абонентские системы внутри одной сети, получила название сетевой. Ассоциативная система, которая связывает абонентские системы внутри одной сети, получила название сетевой. Абонентские системы в зависимости от выполняемых функций подразделяются на 4 вида: рабочие, терминальные, смешанные, административные.

14 Рабочая система предназначена для предоставления пользователю информационно-вычислительных ресурсов: банка данных, результатов обработки задач по подсистемам АСУ и т.д. Рабочая система предназначена для предоставления пользователю информационно-вычислительных ресурсов: банка данных, результатов обработки задач по подсистемам АСУ и т.д. Терминальная система предоставляет абонентам (пользователям) ВС через один или несколько терминалов информационно-вычислительные ресурсы рабочих систем. Часто функции рабочей и терминальной систем совмещены. Терминальная система предоставляет абонентам (пользователям) ВС через один или несколько терминалов информационно-вычислительные ресурсы рабочих систем. Часто функции рабочей и терминальной систем совмещены. Система, на которую возлагаются функции управления всей либо какой-нибудь частью ВС, называется административной. Система, на которую возлагаются функции управления всей либо какой-нибудь частью ВС, называется административной. Смешанной система называется в том случае, если она выполняет функции двух, а иногда даже трёх, рассмотренных выше видов абонентских систем. Смешанной система называется в том случае, если она выполняет функции двух, а иногда даже трёх, рассмотренных выше видов абонентских систем.

15 Помимо классификации систем сети имеется и деление самих сетей. Основным признаком их отличия является классификация ВС по их размерам. В зависимости от протяжённости ВС принято делить на три вида: локальные, региональные и глобальные. Локальной называется сеть, абоненты которой находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Обычно локальные сети охватывают ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на км). Именно на базе локальной ВС разрабатываются современные АСУ фирмы, банка, ВУЗа, и т.д. Локальной называется сеть, абоненты которой находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Обычно локальные сети охватывают ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на км). Именно на базе локальной ВС разрабатываются современные АСУ фирмы, банка, ВУЗа, и т.д. Локальные сети обозначают LAN (Local Area Network);

16 Региональная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном (от 10 до 1000 км) расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов города, района, области и даже небольшой страны. Региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network). Региональная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном (от 10 до 1000 км) расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов города, района, области и даже небольшой страны. Региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network). Третьим видом является глобальная ВС, которая объединяет абонентов, расположенных на территории большой страны, разных стран и даже континентов. Построение этой сети возможно с помощью спутников. Третьим видом является глобальная ВС, которая объединяет абонентов, расположенных на территории большой страны, разных стран и даже континентов. Построение этой сети возможно с помощью спутников. Глобальные сети обозначают WAN (Wide Area Network). В последнее время для характеристики ВС всё чаще стали использовать понятие корпоративные сети (масштаба предприятия). Эти сети объединяют ряд предприятий одной фирмы, в зависимости от взаиморасположения предприятий они могут быть региональными или глобальными. В последнее время для характеристики ВС всё чаще стали использовать понятие корпоративные сети (масштаба предприятия). Эти сети объединяют ряд предприятий одной фирмы, в зависимости от взаиморасположения предприятий они могут быть региональными или глобальными.

17 Особо выделяют единственную в своем роде глобальную сеть Internet (в ней реализована информационная служба World Wide Web (WWW) - «всемирная паутина»); Особо выделяют единственную в своем роде глобальную сеть Internet (в ней реализована информационная служба World Wide Web (WWW) - «всемирная паутина»); Это сеть сетей со своей технологией. В Internet существует понятие интрасетей (Intranet) - корпоративных сетей в рамках Internet. Это сеть сетей со своей технологией. В Internet существует понятие интрасетей (Intranet) - корпоративных сетей в рамках Internet.

18 Иерархия компьютерных сетей Глобальная сеть Региональная сеть 1 ЛВС Региональная сеть 2 ЛВС Корпоративная сеть

19 Топология сети - это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети.

20 Данные, передаваемые любой станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных (последнее свойство называют широковещательностью). Принимает сообщение только та станция, которой оно предназначено. Шинная (bus) - локальная сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь.

21 Центральный узел ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки. Такая топология упрощает взаимодействие узлов ЛВС и позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. Но работоспособность ЛВС зависит от работоспособности центрального узла. Звездообразная (star) - имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов.

22 узел отбирает сообщение предназначенное для этого узла и ретранслирует остальные полученные сообщения следующему узлу. Кольцевая (ring) - узлы связаны замкнутой линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии).Данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети, каждый промежуточный

23 Выбор оптимальной топологии сети обеспечение альтернативной маршрутизации, максимальной надежности передачи данных; обеспечение альтернативной маршрутизации, максимальной надежности передачи данных; выбор оптимального маршрута передачи блоков данных (минимизация числа каналов, образующих последовательности); выбор оптимального маршрута передачи блоков данных (минимизация числа каналов, образующих последовательности); предоставление приемлемого времени ответа и нужной пропускной способности. предоставление приемлемого времени ответа и нужной пропускной способности.

24 Классификация вычислительных сетей по способу управления. По способу управления все сети делятся на сети с децентрализованным (одноранговая сеть), централизованным (сеть клиент-сервер) управлением. По способу управления все сети делятся на сети с децентрализованным (одноранговая сеть), централизованным (сеть клиент-сервер) управлением. При управлении особо выделяют три основных типа компонентов сети: серверы, клиенты и средства связи. При управлении особо выделяют три основных типа компонентов сети: серверы, клиенты и средства связи.

25 Управление локальной сетью осуществляется на сервере либо специально для этого используемом клиенте, который называют консолью. Управление локальной сетью осуществляется на сервере либо специально для этого используемом клиенте, который называют консолью. Серверы предоставляют ресурсы, необходимые многим пользователям (Базы Данных, файлы, память). Серверы предоставляют ресурсы, необходимые многим пользователям (Базы Данных, файлы, память). Клиенты используют эти ресурсы и предоставляют удобные интерфейсы пользователя. Клиенты используют эти ресурсы и предоставляют удобные интерфейсы пользователя.

26 Одноранговые сети - в них все узлы равноправны; поскольку в общем случае под клиентом понимается объект (устройство или программа), запрашивающий некоторые услуги, а под сервером - объект, предоставляющий эти услуги, то каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента, и сервера.

27 Клиент/сервер - в них выделяется один или несколько узлов (их название - серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи.

28 Сети клиент/сервер различаются по характеру распределения функций между серверами, т.е. по типам серверов (например, файл- серверы, серверы баз данных). При специализации серверов по определенным приложениям имеем сеть распределенных вычислений.

29 С развитием глобальной сети Интернет появилась сетецентрическая концепция. В новой архитектуре растворяется граница между Персональным Компьютером (ПК) и сетью. С развитием глобальной сети Интернет появилась сетецентрическая концепция. В новой архитектуре растворяется граница между Персональным Компьютером (ПК) и сетью. В архитектуре компьютер-сеть взаимодействуют два объекта: компьютер и сеть. Первый из них называется сетевым компьютером или тонким клиентом. Этот компьютер образует основу абонентской системы, имеющей простую структуру и выполняющей лишь некоторые функции. В архитектуре компьютер-сеть взаимодействуют два объекта: компьютер и сеть. Первый из них называется сетевым компьютером или тонким клиентом. Этот компьютер образует основу абонентской системы, имеющей простую структуру и выполняющей лишь некоторые функции.