Сети ЭВМ и средства коммуникации - Серверы - Рабочие станции - Физическая среда передачи данных (сетевой кабель) Вычислительные сети Основные компоненты. - презентация

1 Сети ЭВМ и средства коммуникации - Серверы - Рабочие станции - Физическая среда передачи данных (сетевой кабель) Вычислительные сети Основные компоненты ВС

2 Сети ЭВМ и средства коммуникации Серверы – это аппаратно-программные комплексы, которые исполняют функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Вычислительные сети Основные компоненты ВС

3 Сети ЭВМ и средства коммуникации Рабочие станции – это компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером. Вычислительные сети Основные компоненты ВС

4 Сети ЭВМ и средства коммуникации Физическая среда передачи данных (сетевой кабель) – это коаксиальные и оптоволоконные кабели, витые пары проводов, а также беспроводные каналы связи (инфракрасное излучение, лазеры, радиопередача). Вычислительные сети Основные компоненты ВС

5 Сети ЭВМ и средства коммуникации Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Способы передачи сигналов Симплексная передача (однонаправленная) Дуплексная (полнодуплексная) (одновременная передача в двух направлениях, не менее двух витых пар или оптоволокон) Полудуплексная (в разное время передача ведется в разном направлении, может быть только один канал передачи). TxRx Tx, Rx Rx, Tx Rx Tx Tx - передатчик Rx - приемник Передача данных между компьютерами и прочими устройствами происходит параллельно или последовательно.

6 Сети ЭВМ и средства коммуникации Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Способы передачи сигналов Передача данных между компьютерами и прочими устройствами происходит параллельно или последовательно.

7 Сети ЭВМ и средства коммуникации Вычислительные сети Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Типы последовательной передачи сигналов Асинхронная передача Синхронная передача

8 Сети ЭВМ и средства коммуникации Вычислительные сети Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Типы последовательной передачи сигналов Асинхронная передача -посимвольная: старт бит, данные, бит четности, стоп бит(ы), - невозможность отследить множественные ошибки, простая, отработанная, недорогая, ~треть пропускной способности канала теряется на передачу служебных битов;

9 Сети ЭВМ и средства коммуникации Вычислительные сети Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Типы последовательной передачи сигналов Синхронная передача - передача блоками, последовательность синхронизующих битов и закрывающих битов, высокая скорость передачи информации (до неск. Гб/с), надежный механизм обнаружения ошибок (протокольный), более дорогая аппаратура.

10 Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Сети ЭВМ и средства коммуникации ЭВМ различных типов, средства связи, оборудование абонентских систем, оборудование узлов связи, аппаратура связи и согласования работы сетей одного и того же уровня или различных уровней (приемопередатчики (трансиверы), повторители (репитеры), мосты, концентраторы (хабы), маршрутизаторы и коммутаторы, модемы (модуляторы демодуляторы), анализаторы, сетевые тестеры и пр.)

11 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи - проводные коаксиальный кабель витая пара (экранированная, неэкранированная) {Shielded (Unshielded) Twisted Pair, STP, UTP} оптоволокно {Fiber} - беспроводные инфракрасное излучение (прямое, рассеянное, отраженное) лазер (прямая видимость) радиопередача в узком спектре радиопередача в рассеянном спектре Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

12 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Коаксиальный кабель Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

13 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Коаксиальный кабель Толстый и тонкий коаксиальный кабель. Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Тип Диаметр Эффективная длина сегмента Скорость передачи Обозначение по стандарту IEEE толстый1 см500 м10 Мбит/с10 base 5 тонкий0,5 см185 м10 Мбит/с10 base 2

14 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Витая пара (Twisted Pair) - экранированная (Shielded ) - STP, - неэкранированная) (Unshielded) - UTP} Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

15 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Витая пара (Twisted Pair) Категории UTP: 1 - телефонный кабель, Мбит/с, Мбит/с, Гбит/с Параметры: диаметр жилы, шаг скрутки, диаметр изоляции, материал изоляции. Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

16 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Витая пара Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

17 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Витая пара Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

18 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Витая пара Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

19 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Оптоволокно, физ. особенности Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

20 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Оптоволокно, физ. особенности Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Широкополосность оптических сигналов, несущая f= Гц. Следовательно в такой среде можно передавать полезный сигнал с частотой Гц, или Тбит/с. Скорость передачи может быть увеличена вдвое за счет того, что по одному волокну можно передавать одновременно в двух направлениях. Скорость можно поднять еще в два раза благодаря использованию волн перпендикулярных друг другу поляризаций. Частотное уплотнение по оптоволоконным линиям связи - передача разных сигналов на разных длинах волн. Очень малое затухание светового сигнала в среде передачи (до 0.15 dB/км, теоретический предел для фторцирконатных волокон 0.02 dB/км). Неподверженность электромагнитным помехам. Химическая стойкость.

21 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Оптоволокно, тех. особенности Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Основа оптоволокна - кварц (SiO 2 ), самый распространенный в природе материал, недорогой в отличие от меди. Оптические волокна имеют диаметр менее 100 микрон, имеют малый вес, могут применяться в авиации, приборостроении, кабельной технике. Оптоволокно - гальваническая развязка между контурами, существует возможность встраивать оптоволоконные кабеля в высоковольтные линии (человеку сложно навредить, и для волокна не надо делать подвесов - висит на силовом кабеле). Долговечность (более 25 лет). Возможность наращивать пропускную способность постоянно благодаря смене оконечного оборудования. Сложно "подслушать" передачу неразрушающим среду способом, т.к целостность оптоволокна постоянно контролируется.

22 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Оптоволокно, тех. особенности Аппаратное обеспечение вычислительных сетей одномодовое оптоволокно многомодовое оптоволокно

23 Сети ЭВМ и средства коммуникации Средства связи Бескабельные каналы связи Радиоканал WLAN (Wireless LAN) - подключения по радиоканалу. В настоящее время на небольших расстояния (обычно до 100 метров) и в пределах прямой видимости. Два частотных диапазона – 2,4 ГГц и 5 ГГц. Скорость передачи – до 54 Мбит/с. Распространен вариант со скоростью 11 Мбит/с. Популярная технология Wi-Fi (Wireless Fidelity) позволяет организовать связь между компьютерами числом от 2 до 15 с помощью концентратора (называемого точка доступа, Access Point, AP). Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

24 Сети ЭВМ и средства коммуникации Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Коммутирующие устройства Концентратор- хаб (Hub) Интеллектуальный хаб (Intelligent Hub). Активный хаб (Active Hub). Peer Hub - хаб. Пассивный хаб (Passive Hub). Standalone Hub. Повторитель (repeater). Мост (Bridge). Маршрутизатор (router). Шлюз (Gateway)

25 Сети ЭВМ и средства коммуникации Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Коммутирующие устройства Мост (Bridge).

26 Сети ЭВМ и средства коммуникации Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Коммутирующие устройства Концентратор- хаб (Hub) Повторитель (repeater).

27 Сети ЭВМ и средства коммуникации Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Коммутирующие устройства Мост (Bridge). Коммутатор (switch).

28 Сети ЭВМ и средства коммуникации Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Основные характеристики маршрутизатора - тип: одно- или многопротокольный, LAN или wAN, Brouter; - поддерживаемые протоколы; - пропускная способность; - типы подключаемых сетей; - поддерживаемые интерфейсы (LAN и wAN); - количество портов; - возможность управления и мониторинга сети.

29 Сети ЭВМ и средства коммуникации Аппаратное обеспечение вычислительных сетей Коммутирующие устройства Шлюз (Gateway)

30 Информационное обеспечение сети Сети ЭВМ и средства коммуникации представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи и содержащий массивы данных общего применения, доступные для всех пользователей (абонентов) сети, и массивы индивидуального пользования, предназначенные для отдельных абонентов; базы знаний, автоматизированные базы данных локальные и распределенные, общего и индивидуального назначения

31 Программное обеспечение (ПО) вычислительных сетей Сети ЭВМ и средства коммуникации автоматизирует процессы программирования задач обработки информации, осуществляет планирование и организацию коллективного доступа к телекоммуникационным, вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение этих ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей и т.д.

32 Группы программного обеспечения сетей Сети ЭВМ и средства коммуникации –общесетевое ПО, –общесетевое ПО, образуемое распределенной операционной системой (РОС) сети и программными средствами, входящими в состав комплекта программ технического обслуживания сети (это контролирующие тест- программы для контроля работоспособности элементов и звеньев сети и ее ТКС и диагностические тест-программы для локализации неисправностей в сети); –специальное ПО, –специальное ПО, представленное прикладными программными средствами: функциональными и интегрированными пакетами прикладных программ и прикладными программами сети, библиотеками стандартных программ, а также прикладными программами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации своих задач; –базовое программное обеспечение ЭВМ абонентских систем, –базовое программное обеспечение ЭВМ абонентских систем, включающее операционные системы ЭВМ, системы автоматизации программирования, контролирующие и диагностические тест-программы.

33 Сети ЭВМ и средства коммуникации Набор управляющих и обслуживающих программ РОС обеспечивает: –удовлетворение запросов пользователей по использованию общесетевых ресурсов, т.е. обеспечение доступа отдельных прикладных программ к ресурсам сети; –организацию связи между отдельными прикладными программами комплекса пользовательских программ, реализуемыми в различных АС сети, т.е. обеспечение межпрограммных методов доступа; –синхронизацию работы пользовательских программ при их одновременном обращении к одному и тому же общесетевому ресурсу; –удаленный ввод заданий с любой АС сети и их выполнение в любой другой АС сети в пакетном или оперативном режиме; –обмен файлами между АС сети, доступ к файлам, хранимым в удаленных ЭВМ, и их обработку; –передачу текстовых сообщений пользователям в порядке реализации функций службы электронной почты, телеконференций, электронных досок объявлений, дистанционного обучения; –защиту информации и ресурсов сети от несанкционированного доступа, т.е. реализацию функций служб безопасности сети; –выдачу справок, характеризующих состояние и использование аппаратных, информационных и программных ресурсов сети.

34 Сети ЭВМ и средства коммуникации РОС осуществляет планирование использования общесетевых ресурсов Признаки классификации методов планирования: –качество решения задачи планирования (по этому признаку различают методы, позволяющие получить оптимальный в отношении выбранного критерия план, и методы составления приближенных планов), –степень связности решаемых задач (составление планов реализации связанных задач обычно сложнее, чем в случае несвязанных задач), –степень адаптивности процесса планирования к возмущающим факторам, воздействующим на вычислительный процесс (методы адаптивного и неадаптивного планирования). –статическое и динамическое планирование

35 Сети ЭВМ и средства коммуникации Создание ВС сложная комплексная задача, требующая согласованного решения ряда вопросов: –выбора рациональной структуры сети, соответствующей ее назначению и удовлетворяющей определенным требованиям (определяется состав элементов и звеньев сети, их расположение, способы соединения); –выбора типа линий и каналов связи между звеньями сети и оценки их пропускной способности; –обеспечения способности доступа пользователей к общесетевым ресурсам, в частности, за счет оптимального решения задач маршрутизации; –распределения аппаратных, информационных и программных ресурсов по звеньям сети; –защиты информации, циркулирующей в сети, от несанкционированного доступа и др.