Введение

Эталонная модель OSI/модель TCP/IP Физический уровень OSI

Информационная система (ИС) - совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для своевременно обеспечения надлежащих людей надлежащей информацией. Функции ИС: Передача информации Хранение информации Обработка информации

Информация Коммуникация Машинная поддержка ИС техническая передача сообщения через коммуникационную систему Машинная обработка данных с помощью компьютера (начало с 60-х годов последнего столетия)

Источник: J.Scherff, Grundkurs computernetze, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Weisbaden 2006 Пример коммуникационной системы: Телефонная система Пример компьютера: Персональный компьютер (ПК)

Источник: J.Scherff, Grundkurs computernetze, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Weisbaden 2006

Правила (Rules) Среда (Medium) Сообщения (Messages) Устройства (Devices)

Кодирование/декодирование – перевод сообщения в/из двоичное представление Среда передачи (medium) – медные провода, оптоволокно, радиоволны

Архитектура «Клиент-сервер» (англ. Client- server) вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть, могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением.

Преимущества Делает возможным распределение функций вычислительной системы между несколькими независимыми компьютерами в сети, что позволяет упростить обслуживание вычислительной системы. Данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён лучше клиентов. Позволяет объединить различных клиентов. Использовать ресурсы одного сервера часто могут клиенты с разными аппаратными платформами, операционными системами и т. п. Недостатки Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть Поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста - системного администратора Высокая стоимость оборудования

Одноранговая, децентрализованная или пиринговая (Peer-to-Peer, P2P) сеть компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. В P2P-сети отсутствуют выделенные серверы, каждый узел (Peer) является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры (Peer).

Конечное устройство (end-device) – настольное или мобильное устройство, используемое конечным пользователем Пример: Компьютер (ноутбук, сервер, настольный компьютер) Сетевой принтер VoIP-телефон Камера наблюдения Мобильное ручное устройство (сканер штрих- кодов, PDA, мобильный телефон)

Межсетевое устройство (intermediary devices) – устройства, соединяющие конечные устройства, либо предоставляющие маршрутизацию (routing) к другим сетям Пример: Устройства доступа к сети (hub, switch, wireless access point) Межсетевые устройства (router) Коммуникационные серверы и модемы Устройства безопасности (firewall)

Функции межсетевых устройств: Регенерация и ретрансляция сигналов Содержание информации о маршрутах в сети Уведомление конечных устройств об ошибках коммуникации Определение альтернативных путей при ошибках коммуникации Классифицировать и отправлять сообщения в соответствии с QoS Пропускать либо блокировать данные, в соответствии с настройками безопасности

Network Interface Card - NIC, либо LAN-адаптер – устройство, предоставляющее физическое подключение хоста (компьютера) к сети (пример: сетевая карта, wireless-адаптер) Физический порт – разъем на сетевом устройстве (NIC), подключаемый к сети передачи. Интерфейс – специализированные порты на межсетевой устройстве, которое соединяет различные сети. Если роутер используется для соединения сетей, порты роутера обозначаются как сетевые интерфейсы.

Сетевой протокол – набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами. Сервис Протокол World Wide Web (www)HTTP (Hypertext Transport Protocol) SMTP/POP3/IMAP Instant Message (Jabber, AIM, ICQ) XMPP, OSCAR etc.

Сегментирование (segmentation) – разделение сообщения на небольшие части Мультиплексирование (multiplexing) – передача различных данных в одном общем потоке Источник: «Программа сетевой академии Cisco CCNA ½», М.: Санкт-Петербург, 2008

Преимущества сегментации и мультиплексирования: При потере пакета пересылается только потерянный пакет, а не все сообщение Возможность параллельной передачи нескольких сообщений Возможность определения «приоритета» сообщениям Недостатки: Дополнительные накладные расходы на сборку, передачу пакетов

Коммутация каналов - сеть образует непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных участков между конечными узлами. перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения Пример: телефонная сеть

Коммутация пакетов – маршрут отправки пакета данных определяется динамически разработана для эффективной передачи компьютерного трафика Пример: компьютерные сети

Под средой передачи (medium) понимается физическая среда (канал), по которой передаются сообщения от отправителя к получателю в виде сигналов. Три вида среды: Металлические провода Стекло либо пластиковые провода Радиопередача

Каждая среда использует свой метод для кодирования информации: Электрические сигналы (металлические кабели) Пульс инфракрасного либо видимого света (оптоволокно) Электромагнитные волны (радиопередача) Критерии выбора среды: Максимальная дистанция передачи сигнала Внешнее окружение, в котором среда может быть установлена Объем и скорость передаваемых данных Стоимость оборудования и установки

Локальная сеть (локальная вычислительная сеть, ЛВС) – это комплекс оборудования и программного обеспечения, обеспечивающий передачу, хранение и обработку информации. Локальная сеть осуществляет совместный доступ к данным, программам и оборудованию. ЛВС предоставляет возможность совместного использования оборудования.

В состав ЛВС входит следующее оборудование: Активное оборудование – коммутаторы, маршрутизаторы, медиаконвекторы; Пассивное оборудование – кабели, монтажные шкафы, кабельные каналы, коммутационные панели, информационные розетки; Компьютерное и периферийное оборудование – серверы, рабочие станции, принтеры, сканеры. В зависимости от требований, предъявляемых к проектируемой сети, состав оборудования, используемый при монтаже, может варьироваться.

Характеристики локальной сети: Скорость – одна из важнейших характеристик локальной сети Адаптируемость - свойство локальной сети расширяться и устанавливать рабочие станции там, где это требуется Надежность - свойство локальной сети сохранять полную или частичную работоспособность вне зависимости от выхода из строя некоторых узлов или конечного оборудования

Виды локальных сетей: Одноранговые локальные сети - сети, где все компьютеры равноправны: каждый из компьютеров может быть и сервером, и клиентом. Пользователь каждого из компьютеров сам решает, какие ресурсы будут предоставлены в общее пользование и кому Локальные сети с цетрализованным управлением. В сетях с централизованным управлением политика безопасности общая для всех пользователей сети.

Топология - физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. Три основных вида топологий: Шина (Bus) Звезда (Star) Кольцо (Ring)

Шина - компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам. Источник:

Звезда - в центре сети помещается устройство коммутатор (или свитч – eng. switch), восстанавливающий приходящие сигналы и пересылающих их непосредственно получателю. Источник:

Кольцо - передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, и получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера. Источник:

Инфраструктура сети оценивается в критериях: Размер покрываемой площади Количество подключенных пользователей Количество и типы доступных серверов

LAN – Local Area Network – (индивидуальная) локальная сеть, либо группа локальных соединенных между собой сетей, находящихся в едином административном контроле. LAN определяется как небольшая сеть, расположенная в одном физической области Термин LAN может быть применен к небольшой офисной либо домашней сети, так и к сети, состоящей из нескольких подсетей, включающих сотни узлов, и расположенные в разных зданиях или локациях (но в одной географической области).

WAN – Wide Area Network - компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров. WAN объединяет разрозненные локальные сети, находящиеся в различных географических локациях

Источник: «Программа сетевой академии Cisco CCNA ½», М.: Санкт-Петербург, 2008

MAN (Metropolitan area network) - городская вычислительная сеть объединяет компьютеры в пределах города. MAN - сеть, меньшая по размерам WAN, но большую, чем LAN MAN применяется для объединения в одну сеть группы сетей, расположенных в разных зданиях. В диаметре такая сеть может составлять от 5 до 50 километров.

Internet – множество LAN и WAN сетей, объединенных в единую сеть (internetworks – Network of Networks) Создается из сетей, принадлежащих сервис- провайдерам – ISP (Internet Service Provider) Intranet – частная сеть, подключенная к общей глобальной сети, принадлежащая организации, и доступная только членам, сотрудникам данной организации, либо с разрешения.

J.Scherff, Grundkurs computernetze, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Weisbaden 2006 Найк Д. «Стандарты и протоколы Интернета», 1999 г.