Компьютерные сети. Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами. - презентация

1 Компьютерные сети

2 Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети: аппаратных, программных и информационных.

3 Существует множество задач, нуждающихся в централизованных общих данных, удаленном доступе к базам данных, передаче данных на расстояние и их распределенной обработке. Примерами являются: банковские и другие финансовые структуры; коммерческие системы, отражающие состояние рынка («спрос-предложение»); системы социального обеспечения; налоговые службы; дистанционное компьютерное обучение; системы резервирования авиабилетов; дистанционная медицинская диагностика; избирательные системы.

4 многие сети разрешают совместно использовать дисковое пространство машин, печатающие и иные дорогостоящие устройства. Серверные машины, предоставляющие такого рода доступ, называются файловыми серверами (от английского слова server обслуживающее устройство) и серверами печати;

5 некоторые сети предоставляют доступ к вычислительным ресурсам других машин, играющих роль серверов приложений. В частности, на машинах-серверах возможен запуск программ. Особенно важен такой вид доступа для научных расчетов, когда проведение вычислений требует значительных мощностей центрального процессора, больших объемов оперативной памяти и дискового пространства.

6 Для того чтобы машины могли обмениваться информацией и работать в составе сети, необходимо обеспечить три основных условия организации вычислительной сети. 1. Машины должны быть соединены каналами связи и иметь устройства сопряжена передающей физической средой. В качестве канала связи (физического соединения) используют телефонные линии, электрические провода, оптоволоконные кабели, радиосвязь, спутниковую связь.

7 По электрическим кабелям передача данных осуществляется при помощи электрических импульсов. Оптические каналы связи базируются на световодах, сигнал генерируется с помощью лазеров. Радиоканалы действуют по тому же принципу, что и радио, и телевидение. В последнее время все большее применение находят оптоволоконные кабели, которые имеют небольшую массу и способны передавать информацию со скоростью свыше 1 тыс. Мбит/с.

8 Устройством сопряжения для ЭВМ служит, как правило, сетевая карта или модем. Оба устройства нужны для принятия информации из физического канала и преобразования ее в вид, понятный для ЭВМ, т. е. в двоично-цифровой. Модем применяется для сопряжения ЭВМ с телефонными линиями. Дело в том, что компьютер использует цифровые сигналы, а телефонные линии аналоговые.

9 Преобразование цифровых сигналов в аналоговые называется МОдуляцией, а обратный процесс ДЕМодуляцией. Преобразование выполняет модем. Сейчас наблюдается тенденция по замене всех аналоговых каналов на цифровые, как наиболее надежные и быстрые.

10 2. Необходимо договориться о правилах передачи информации по сети протоколах. Сетевой протокол это совокупность правил, определяющих формат и процедуры обмена информацией между машинами. Примерами часто используемых в настоящее время протоколов могут служить IPX/SPX, TCP/IP, NetBEUI. Наибольшей популярностью пользуется семейство протоколов TCP/IP (Transfer Control/Internet Protocol).

11 3. Должно быть установлено и настроено соответствующее программное обеспечение, которое будет поддерживать принятые протоколы и устройства сопряжения. Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента: общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети; специальное программное обеспечение, установленное на ЭВМ и отражающее специфику предметной области пользователей; системное сетевое программное обеспечение, представляющее собой комплекс программ, обеспечивающих функционирование вычислительной сети.

12 Классификация сетей Машины, входящие в состав сети, часто называют узлами сети. Вычислительные сети классифицируют по различным признакам. Сети, состоящие из одинаковых, программно-совместимых ЭВМ, являются гомогенными (однородными).

13 В сеть объединяют не только однородные вычислительные средства, но и разнородные, например, персональные компьютеры, суперкомпьютеры, машины, созданные разными производителями. Сети, состоящие из программно- несовместимых машин, называют гетерогенными.

14 По типу организации передачи данных различают сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. При коммутации пакетов перед началом передачи сообщение разбивается на короткие пакеты фиксированной длины, которые затем передаются по сети. В пункте назначения эти пакеты вновь объединяются в первоначальное сообщение. Простейший пример линии с коммутацией пакетов это обычная почта.

15 Способ коммутации каналов заключается в установлении физического канала связи для передачи данных непосредственно между абонентами сети. Телефонная линия классический пример структуры с коммутацией каналов.

16 В зависимости от территориального расположения компьютеров, объединенных в сеть, по масштабу возможностей доступа к ресурсам, сети можно разделить на три вида локальные, региональные, глобальные.

17 Локальные вычислительные сети (ЛВС) являются сетями масштаба предприятия, организации и могут содержать десятки, сотни или тысячи узлов. В локальную сеть обычно объединяют компьютеры, периферийные устройства и небольшие локальные сети, расположенные на небольших расстояниях друг от друга. Первоочередной задачей таких сетей является предоставление средств для разделения ресурсов между машинами. Примеры локальных сетей компьютерная сеть в классе, школе, поликлинике, офисе, банке и т. п.

18 Локальные сети ЭВМ связывают абонентов одного или нескольких близ лежащих зданий одного предприятия, учреждения. Локальные сети получили очень широкое распространение, так как 80 – 90% информации циркулирует вблизи мест ее появления и только 10 – 20% связано с внешними взаимодействиями. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных. Единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных главная отличительная особенность локальной сети.

19 Региональные вычислительные сети (РВС) строятся из компьютеров и локальных сетей и распространены в пределах крупного города или региона. Основная задача предоставить доступ к удаленной и распределенной информации.

20 Глобальные вычислительные сети (ГВС) являются общемировыми сетями и структурно состоят из региональных и локальных сетей, объединенных вместе. Глобальные сети предоставляют возможность обмена информацией в масштабах всего мира.

21 Локальные сети ЛВС можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций. Сервер компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Сервер является источником ресурсов сети. Рабочая станция компьютер, подключенный к сети, через него пользователь получает доступ к ресурсам сети.

22 По распределению функций компьютеров различают одноранговые сети и сети с выделенным сервером. Одноранговая сеть в такой сети все компьютеры равноправны, нет единого устройства для хранения данных, сетевая ОС распределена по всем рабочим станциям.

23 Сеть с выделенным сервером в такой сети есть сервер, он выполняет функции хранения данных, на нем установлена сетевая ОС, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства диски, модемы, принтеры, сканеры и т. д. По структуре построения (топологии) локальные сети подразделяются на одноузловые и многоузловые, одно канальные и многоканальные.

24 Топология сети это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети. Известны следующие структуры сетей.

25 Кольцевая топология ("кольцо") узлы сети соединены замкнутой кри­вой. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Принимающий узел распо­знает и получает только адресованное ему сообщение. Такое соединение ненадежно. Нарушение контакта в любом месте может привести к выходу из строя всей сети. Обозначения: ЭВМ; узел коммутации; | канал передачи данных

26 Шинная топология ("общая шина") данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Выход из строя какого-либо сегмента кабеля может привести к выходу из строя всей сети.

27 Многосвязная топология ("звезда") при этом каждая машина сети со­ единена с каждой наиболее надежный, но самый дорогой способ соединения. Эта топология в ЛВС применяется редко, в основном там, где требуется исключительно высокая надежность.

28 Радиальная топология ("солнце") при этом все компьютеры соединены с одним главным. Это один из оптимальных и рациональных способов соединения. Место главного компьютера обычно занимает специальная аппаратура концентра­тор (hub), основной задачей которого является обеспечение связи между всеми ком­пьютерами сети.

29 Иерархическая ("дерево") это более разветвленная структура шинной топологии, используется, как правило, в сложных системах, насчитывающих сотни абонентов. "Дерево" обладает необходимой гибкостью для того, чтобы охватить сред­ствами ЛВС несколько этажей в здании или несколько зданий.

30 В серверных ЛВС реализованы две модели взаимодействия пользователей с рабочими станциями файл-сервер и клиент- сервер.

31 Файл-сервер обеспечивает доступ к файлам базы данных для каждой рабочей стан­ции, и на этом его работа заканчивается. Например, чтобы получить сведения о налогоплательщиках, проживающих на одной конкретной улице Москвы, по сети будет передана вся таблица по территориальному округу. Решать, какие записи удов­летворяют запросу, а какие нет, приходится самой рабочей станции. Таким образом, работа модели файл- сервер приводит к перезагрузке сети.

32 В соответствии с принципом клиент- сервер существует машина, на которой работает программа-сервер, и машина, на которой работает программа-клиент.

33

34 Пользователь, обращаясь к программе- клиенту, хочет получить доступ к общему ре­сурсу, например файлу, который находится на другой машине. Машина- сервер, а точнее машина, на которой работает программа-сервер, может предоставить доступ к подобным ресурсам. Программа разработана таким образом, что способна выполнять запросы от программ-клиентов, она заставляет "сначала подумать, а потом сделать".

35 Потоки информации, текущие по сети, уменьшаются, поскольку сервер сначала обрабатывает запросы, а затем посылает клиенту то, в чем он нуждается. Связь между машинами в современных сетях чаще всего осуществляется по принципу клиент- сервер. сервер