Сетевые технологии. Общая информация

 Сетевые технологии. Общая информация

В 1960-х  гг. появились первые вычислительные сети и началась новая научно-техническая революция. Впервые произошло объединение компьютерных технологий сбора, хранения, обработки информации с технологиями передачи данных и технологиями связи. Это сделало возможным применять распределенную обработку данных, обширно использовать сетевые технологии в автоматизации различных сфер деятельности: коммерческой, производственной, научной и др.

Под сетевыми технологиями следует понимать совокупностьпрограммных, аппаратных и организационных средств, обеспечивающих коммуникацию и распределение вычислительных ресурсовкомпьютеров, подключенных к сети.

Вычислительные  сети принято подразделять на:

• локальные (ЛВС)
• глобальные

 В  отличие от глобальных, локальные сети могут охватывать только незначительные расстояния. Например: группа рядом стоящих зданий, несколько компьтерных классов и т.д. Если же сеть, охватывает довольно большие расстояния, такие как между городами или даже континентами, то такие сети называются глобальными.

Компьютеры, объединенные в сеть, можно  разделить на 2 группы по функциональному  признаку (см. таблицу 1)

Группы	Клиенты	Серверы
Представители	Рабочие станции	Компьютер, обслуживающий запрос клиента
Функции	Осуществляет запрос ксерверу на выполнение каких-либо действий или предоставлениеинформации	Распределяет ресурсы сети (базы данных, принтеры, память и т.д.) Осуществляет планирование задач Обеспечивает защиту информации

Таблица 1. Классификация компьютеров,объединенных в сеть

Если  упрощенно изобразить принцип взаимодействия «клиент-сервер», то он выглядит следующим  образом:

 

Рисунок 1. Взаимодействие "клиент-сервер"

 Программный и аппаратный состав вычислительной сети.

  

Многослойная модель сети

 

Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью, состоящей из слоев:

·  компьютеры или компьютерные платформы;

·  коммуникационное оборудование;

·  операционные системы;

·  сетевые приложения. 
Компьютеры

В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизированных компьютерных платформ. В настоящее время широко используются компьютерные платформы  различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Компьютеры подключаются к сети с помощью сетевой карты.  
 
Коммуникационное оборудование 
Ко второму слою относится коммуникационное оборудование, которое играет не менее важную роль, чем компьютеры. Коммуникационное оборудование сетей можно разделить на три группы: 
1) сетевые адаптеры (карты); 
2) сетевые кабели; 
3) промежуточное коммуникационное оборудование (трансиверы, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы). 
 
Операционные системы 
Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы. В зависимости от того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работу всей сети.  
 
Сетевые приложения 
Четвертый слой - это сетевые приложения. К сетевым приложениям относятся такие приложения как сетевые базы данных, почтовые приложения, системы автоматизации коллективной работы и т.д. 
 
Техническое обеспечение вычислительных систем  
Рассмотрим более подробно аппаратные средства сетей - компьютеры. Архитектура компьютера включает в себя как структуру, отражающую аппаратный состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Все компьютеры сетей можно разделить на два класса: серверы и рабочие станции. 
 
Сервер (server)- это многопользовательский компьютер, выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций. Это мощный компьютер или мэйнфрейм, предоставляющий рабочим станциям доступ к системным ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет сетевую операционную систему, под управлением, которой происходит совместная работа всей сети. 
 
Основными требованиями, которые предъявляются к серверам, являются высокая производительность и надежность их работы. Серверы в больших сетях стали специализированными и, как правило, используются для управления сетевыми базами данных, организации электронной почты, управления многопользовательскими терминалами (принтерами, сканерами, плоттерами) и т.д.

Существует несколько типов  серверов:

·  Файл-серверы. Управляют доступом пользователей к файлам и программам. 

·  Принт-серверы. Управляют работой системных принтеров. 

·  Серверы приложений. Серверы приложений - это работающий в сети мощный компьютер, имеющий прикладную программу, с которой могут работать клиенты. Приложения по запросам пользователей выполняются непосредственно на сервере, а на рабочую станцию передаются лишь результаты запроса.

·  Почтовые серверы. Данный сервер используется для организации электронной корреспонденции с электронными почтовыми ящиками.

·  Прокси-сервер. Это эффективное средство подключения локальных сетей к сети Интернет. Прокси-сервер - компьютер, постоянно подключенный к сети Интернет, через который происходит общение пользователей локальной сети с сетью Интернетом. 

Основные преимущества, получаемые при сетевом объединении  компьютеров.

Локальные компьютерные сети - это  система, которая объединяет между  собой компьютеры от нескольких сотен  и более. Она может объединять как компьютеры одного здания, так  и расположенные на гораздо большей  площади. Локальные компьютерные сети, иначе ЛВС (локальные вычислительные сети), бывают:  

 проводные;  

 беспроводные.

При построении локальной сети необходимо провести качественное обследование территории, спроектировать и осмыслить предстоящую  работу, подобрать материал, тип  используемого кабеля.

Построение и прокладка локальных  компьютерных сетей выполняется  квалифицированными специалистами. Профессионализм  помогает безошибочно определить характеристики помещения, точно подобрать материалы, оптимальным образом выполнить топологию сети.

Работы в локальных сетях  можно разбить на этапы:  

 разработка;  

 монтаж;  

 тестирование;  

 обслуживание.

Политика использования сетевых  ресурсов состоит из двух частей, которые  эквивалентны специфической сетевой  политике:  

 общих принципов;   

 конкретных правил  работы.

В действиях любого сетевого администратора, направленных на реализацию сетевой  политики, выделяются следующие основные задачи:

• мониторинг работы своего сетевого сегмента и создание отчетов об использовании ресурсов сети;
• осуществление управления доступом, исходя из конкретных целей работы своего подразделения;
• поддержание на должном уровне функционирования своего компьютерного сетевого оборудования и программного обеспечения.

Преимущества, получаемые при сетевом  объединении персональных компьютеров, демонстрирует пример локальных  сетей:  

 разделение ресурсов;   

 разделение данных;   

 разделение программных  средств;  

 разделение ресурсов  процессора;  

 многопользовательский  режим. 
 
Существуют несколько типов приложений, которые могут быть использованы в ЛВС:   

 несетевые (однопользовательские);   

 сетевые;  

 специализированные  сетевые;  

 электронная почта;   

 почтовый ящик;  

 программы-планировщики  или программы группового обеспечения. 
 
Защита информации в сетях ЭВМ осуществляется на семиуровневой модели протоколов межсетевого обмена OSI:

• физический уровень;
• канальный уровень;
• сетевой уровень;
• транспортный уровень.

Физический уровень обеспечивает электрические, функциональные и процедурные средства установления, поддержания и разъединения физического соединения.

Канальный уровень используется для организации связи между двумя станциями с помощью имеющегося в наличии (обычно ненадежного) канала связи. При этом станции могут быть связаны несколькими каналами. Протоколы канального уровня (или протоколы управления звеном передачи данных) занимают особое место в иерархии уровней: они служат связующим звеном между реальным каналом, внося-щим ошибки в передаваемые данные, и протоколами более высоких уровней, обеспечивая безошибочную передачу данных.

Сетевой уровень предоставляет вышестоящему транспортному уровню набор услуг, главными из которых являются сквозная передача блоков данных между передающей и приемной станциями, то есть, выполнение функций маршрутизации и ретрансляции и глобальное адресование пользователей. Другими словами, нахождение получателя по указанному адресу, выбор оптимального (в условиях данной сети) маршрута и доставка блока сообщения по указанному адресу.

На сетевом уровне данные представляются в виде пакета, который содержит информационное поле и заголовок, присваиваемый  протоколом. Заголовок пакета содержит у правляющую информацию, указывающую адрес отправителя, возможно, маршрут и параметры передачи пакета (приоритет, номер пакета в сообщении, параметры безопасности, максимум ретрансляции и др.).

Различают следующие виды сетевого взаимодействия:  

 с установлением  соединения;  

 без установления  соединения (дейтаграммный режим). 
Транспортный уровень предназначен для сквозной передачи данных через сеть между оконечными пользователями — абонентами сети. Протоколы транспортного уровня функционируют только между оконечными системами.

Основными функциями протоколов транспортного  уровня являются разбиение сообщений  или фрагментов сообщений на пакеты, передача пакетов через сеть и  сборка пакетов

Наиболее известным протоколом транспортного уровня является TCP (Transmission Control Protocol), используемый в архитектуре протоколов DARPA и принятый в качестве стандарта Министерством обороны США. Он используется в качестве высоконадежного протокола взаимодействия между ЭВМ в сети с коммутацией пакетов. 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Божко В.П., Власов Д.В., Гаспариан М.С. Информационные

технологии в экономике и  управлении. Учебно-методический

комплекс. – М.: ЕАОИ. 2008.

2. Столлингс В. Современные компьютерные сети. – СПб.: Питер. 2003
3. Хелеби С. Принципы маршрутизации в Internet. – М.: Вильямс. 2001