Saskaņā ar tīkla pārvaldības metodi. Datortīklu galvenās sastāvdaļas un veidi. Tīkla pamata programmatūras un aparatūras komponenti

1.1. Informācijas un datortīklu vispārīgie raksturojumi

20. gadsimta beigas iezīmējās ar nepieredzētu lēcienu globālo informācijas un komunikācijas tehnoloģiju attīstībā – trešais pēc audio un video signālu pārraidīšanas kanālu atklāšanas, kas radikāli ietekmēja mediju sistēmas attīstību, aiz radio un televīzijas. apraide tika izgudrota tīkla tehnoloģijas, pamatojoties uz citu, digitālu, informācijas pārraides metodi, kas noveda pie jaunas informācijas plūsmu izplatīšanas vides veidošanās.

Kopā ar autonoma darbība Būtisku datoru lietošanas efektivitātes pieaugumu var panākt, tos apvienojot datortīklos.

Datortīkls šī vārda plašā nozīmē attiecas uz jebkuru datoru kopumu, kas ir savstarpēji savienoti ar sakaru kanāliem datu pārraidei..

Datoru savienošanai tīklā ir vairāki labi iemesli.

Pirmkārt, resursu koplietošana ļauj vairākiem datoriem vai citām ierīcēm koplietot piekļuvi atsevišķam diskam (failu serverim), CD-ROM diskdzinī, lentes diskdzinī, printeriem, ploteriem, skeneriem un citam aprīkojumam, kas samazina katra atsevišķa lietotāja izmaksas.

Otrkārt Papildus dārgu perifērijas ierīču koplietošanai ir iespējams līdzīgi izmantot lietojumprogrammatūras tīkla versijas.

Trešais, datortīkli nodrošina jaunas mijiedarbības formas starp lietotājiem vienā komandā, piemēram, strādājot pie kopīga projekta.

Ceturtais, kļūst iespējams izmantot kopīgus saziņas līdzekļus starp dažādām lietojumprogrammu sistēmām (sakaru pakalpojumi, datu un video pārraide, runa utt.). Īpaši svarīga ir izkliedētās datu apstrādes organizācija. Centralizētas informācijas uzglabāšanas gadījumā tiek būtiski vienkāršoti tās integritātes nodrošināšanas procesi, kā arī dublēšana.

1.1.1. Tīkla pamata programmatūras un aparatūras komponenti

Datoru tīkls ir sarežģīts savstarpēji saistītu un koordinētu programmatūras un aparatūras komponentu kopums.

Lai izpētītu tīklu kopumā, ir nepieciešamas zināšanas par tā atsevišķo elementu darbības principiem:

Datori;
- sakaru iekārtas;
- operētājsistēmas;
- tīkla lietojumprogrammas.

Visu tīkla aparatūras un programmatūras kompleksu var aprakstīt ar daudzslāņu modeli. Jebkura tīkla centrā ir standartizētu datoru platformu aparatūras slānis, t.i. tīkla galalietotāja sistēma, kas var būt dators vai gala ierīce (jebkura ievades/izvades vai informācijas displeja ierīce). Datorus tīkla mezglos dažreiz sauc par resursdatoriem vai vienkārši resursdatoriem.

Šobrīd tīklos plaši un veiksmīgi tiek izmantoti dažādu klašu datori – no personālajiem datoriem līdz lieldatoriem un superdatoriem. Tīklā esošo datoru komplektam jāatbilst tīkla atrisināto uzdevumu dažādībai.

Otrais slānis- Tas ir sakaru aprīkojums. Lai gan datoriem ir galvenā nozīme datu apstrādē tīklos, sakaru ierīces pēdējā laikā ir sākušas spēlēt tikpat svarīgu lomu.

Kabeļu sistēmas, retranslatori, tilti, slēdži, maršrutētāji un moduļu centrmezgli ir kļuvuši no palīgtīkla komponentiem un kļuvuši par būtiskiem komponentiem, kā arī datoriem un sistēmas programmatūru, ņemot vērā gan to ietekmi uz tīkla veiktspēju, gan izmaksām. Mūsdienās sakaru ierīce var būt sarežģīts, specializēts daudzprocesors, kas ir jākonfigurē, jāoptimizē un jāpārvalda.

Trešais slānis, kas veido tīkla programmatūras platformu, ir operētājsistēmas (OS). Visa tīkla efektivitāte ir atkarīga no tā, kuras vietējo un sadalīto resursu pārvaldības koncepcijas veido tīkla OS pamatu.

Tīkla rīku augšējais slānis ir dažādas tīkla lietojumprogrammas, piemēram, tīkla datu bāzes, pasta sistēmas, datu arhivēšanas rīki, komandas darba automatizācijas sistēmas utt.

Ir svarīgi saprast iespēju klāstu, ko lietojumprogrammas nodrošina dažādām lietojumprogrammām, un to, cik tās ir saderīgas ar citām tīkla lietojumprogrammām un operētājsistēmām.

Datu pārraides kanāli datortīklos. Lai datori varētu sazināties savā starpā tīklā, tiem jābūt savienotiem vienam ar otru, izmantojot kādu fizisku pārraides līdzekli.

Galvenie pārraides mediju veidi datortīklos tiek izmantoti:

Analogie publiskie telefona kanāli;
- digitālie kanāli;
- šaurjoslas un platjoslas kabeļtelevīzijas kanāli;
- radio kanāli un satelītu sakaru kanāli;
- optiskās šķiedras sakaru kanāli.

Analogie sakaru kanāli bija pirmie, kas tika izmantoti datu pārraidei datortīklos un ļāva izmantot tolaik jau attīstītos publiskos telefonu tīklus.

Datu pārraidi pa analogajiem kanāliem var veikt divos veidos.

Plkst pirmā metode telefona kanāli (viens vai divi vadu pāri) caur telefona centrālēm fiziski savieno divas ierīces, kas realizē sakaru funkcijas, ar tām pievienotajiem datoriem. Tādus savienojumus sauc veltītas līnijas vai tiešiem savienojumiem.

Otrais veids– tā ir savienojuma izveide, sastādot tālruņa numuru (izmantojot pārslēgtas līnijas).

Datu pārraides kvalitāte pa speciālajiem kanāliem parasti ir augstāka un savienojums tiek izveidots ātrāk. Turklāt katram atvēlētajam kanālam ir nepieciešama sava sakaru ierīce (lai gan ir arī daudzkanālu sakaru ierīces), un, izmantojot iezvanes sakarus, vienu sakaru ierīci var izmantot, lai sazinātos ar citiem mezgliem.

Digitālie saziņas kanāli. Paralēli analogo telefonu tīklu izmantošanai datoru savstarpējai mijiedarbībai sākās metodes datu pārraidīšanai diskrētā (digitālā) formā pa nenoslogotiem telefona kanāliem (t.i., telefona kanāliem, kuriem netiek piegādāts telefona tīklā izmantotais elektriskais spriegums). attīstīt - digitālie kanāli.

Jāņem vērā, ka līdztekus diskrētiem datiem pa ciparu kanālu var pārsūtīt arī analogo informāciju (balss, video, fakss utt.), kas pārveidota digitālā formā.

Lielākos ātrumus nelielos attālumos var iegūt, izmantojot speciāli vītu vadu pāri (lai izvairītos no blakus vadu mijiedarbības), t.s. vītā pāra(TR – vītā pāra).

Kabeļu kanāli vai koaksiālie pāri Tie ir divi cilindriski vadītāji uz vienas ass, atdalīti ar dielektrisku pārklājumu. Viena veida koaksiālais kabelis (ar pretestību 50 omi), ko galvenokārt izmanto šaurjoslas pārraidei digitālie signāli, cita veida kabelis (ar pretestību 75 omi) - platjoslas analogo un digitālo signālu pārraidīšanai. Šaurjoslas un platjoslas kabeļi, kas tieši savieno sakaru iekārtas savā starpā, ļauj apmainīties ar datiem lielā ātrumā (līdz pat vairākiem megabitiem/s) analogajā vai digitālajā formātā.
formā.

Radio kanāli un satelītu sakaru kanāli. Dažādu frekvenču radioviļņu izmantošana datortīklos kā raidīšanas līdzeklis ir ekonomiski izdevīga vai nu saziņai lielos un īpaši lielos attālumos (izmantojot satelītus), vai saziņai ar grūti sasniedzamiem, mobiliem vai īslaicīgi lietotiem objektiem.

Frekvences, kurās darbojas radio tīkli ārzemēs, parasti izmanto 2-40 GHz diapazonu (īpaši 4-6 GHz diapazonu). Radiotīkla mezgli var atrasties (atkarībā no izmantotā aprīkojuma) līdz 100 km attālumā viens no otra.

Satelītos parasti ir vairāki pastiprinātāji (vai transponderi), no kuriem katrs uztver signālus noteiktā frekvenču diapazonā (parasti 6 vai 14 GHz) un ģenerē tos citā frekvenču diapazonā (piemēram, 4 vai 12 GHz). Datu pārraidei parasti izmanto ģeostacionāros satelītus, kas novietoti ekvatoriālā orbītā 36 000 km augstumā. Šis attālums dod ievērojamu signāla aizkavi (vidēji 270 ms), kuras kompensēšanai tiek izmantotas īpašas metodes.

Papildus datu apmaiņai radio diapazonā, pēdējā laikā to izmanto saziņai nelielos attālumos (parasti telpā). infrasarkanais starojums.

IN optiskās šķiedras sakaru kanāli Tiek izmantota no fizikas zināmā pilnīgas iekšējās gaismas atstarošanas parādība, kas ļauj pārraidīt gaismas plūsmas optiskās šķiedras kabeļa iekšpusē lielos attālumos, praktiski bez zudumiem. Optisko šķiedru kabeļos kā gaismas avotus izmanto gaismas diodes (LED) vai lāzerdiodes, bet kā uztvērējus izmanto fotoelementus.

Optisko šķiedru sakaru kanāli, neskatoties uz to augstākajām izmaksām salīdzinājumā ar citiem sakaru veidiem, kļūst arvien izplatītāki, un ne tikai saziņai īsos attālumos, bet arī iekšpilsētu un starppilsētu posmos.

Datortīklos datu pārsūtīšanai starp tīkla mezgliem var izmantot trīs tehnoloģijas: ķēžu komutāciju, ziņojumu komutāciju un pakešu komutāciju.

Ķēdes pārslēgšana, ko nodrošina publiskais telefonu tīkls, ļauj ar slēdžu palīdzību izveidot tiešu savienojumu starp tīkla mezgliem.

Plkst ziņojumu pārslēgšana ierīces, ko sauc par slēdžiem un izgatavotas uz universālu vai specializētu datoru bāzes, ļauj uzkrāt (bufera) ziņojumus un nosūtīt tos atbilstoši noteiktai prioritātes sistēmai un maršrutēšanas principiem citiem tīkla mezgliem. Ziņojumu pārslēgšanas izmantošana var palielināt ziņojumu piegādes laiku salīdzinājumā ar ķēdes pārslēgšanu, taču tas izlīdzina tīkla maksimumus un uzlabo tīkla izdzīvošanu.

Plkst pakešu komutācija lietotāja dati tiek sadalīti mazākās daļās – paketēs, un katrā paketē ir servisa lauki un datu lauks. Ir divas galvenās datu pārraides metodes pakešu komutācijas laikā: virtuālais kanāls, kad tiek izveidots un uzturēts savienojums starp mezgliem it kā pa speciālu kanālu (lai gan faktiski fiziskais datu pārraides kanāls ir sadalīts starp vairākiem lietotājiem) un datagrammas režīms, kad katra pakete no pakešu kopas, kas satur lietotāja datus, tiek pārsūtīta starp mezgliem neatkarīgi viens no otra. Tiek saukta arī pirmā savienojuma metode kontakta režīms(savienojuma režīms), otrais - bezkontakta(bez savienojuma režīms).

1.1.2. Datortīklu klasifikācija

Iepriekš apspriesto komponentu apvienošanu tīklā var veikt dažādos veidos un līdzekļos. Pamatojoties uz to komponentu sastāvu, pieslēgšanas metodēm, lietošanas apjomu un citiem raksturlielumiem, tīklus var iedalīt klasēs tā, lai aprakstītā tīkla piederība konkrētai klasei varētu pietiekami pilnībā raksturot īpašības un kvalitātes parametrus. no tīkla.

Tomēr šāda veida tīklu klasifikācija ir diezgan patvaļīga. Mūsdienās visizplatītākais dalījums ir datortīkli pamatojoties uz teritoriālo atrašanās vietu.

Pamatojoties uz šo funkciju, tīklus iedala trīs galvenajās klasēs:

LAN – lokālie tīkli;
MAN — Metropolitan Area Networks.
WAN – globālie tīkli (Wide Area Networks);

Vietējais tīkls (LAN) ir sakaru sistēma, kas atbalsta vienu vai vairākus ātrgaitas pārraides kanālus ēkā vai citā ierobežotā teritorijā digitālā informācija, kas tiek nodrošināts pievienotajām ierīcēm īslaicīgai ekskluzīvai lietošanai. Zāļu aptvertās vietas var ievērojami atšķirties.

Sakaru līniju garums dažiem tīkliem var būt ne vairāk kā 1000 m, savukārt citi tīkli spēj apkalpot visu pilsētu. Apkalpotās zonas var būt rūpnīcas, kuģi, lidmašīnas, kā arī iestādes, universitātes un koledžas. Parasti koaksiālos kabeļus izmanto kā pārraides līdzekli, lai gan vītā pāra un optiskās šķiedras tīkli kļūst arvien izplatītāki, un pēdējā laikā strauji attīstās arī bezvadu tehnoloģija. vietējie tīkli, kas izmanto vienu no trim starojuma veidiem: platjoslas radiosignālus, mazjaudas mikroviļņu starojumu (mikroviļņu starojumu) un infrasarkanos starus.

Nelielie attālumi starp tīkla mezgliem, izmantotā pārraides vide un ar to saistītā zemā kļūdu iespējamība pārsūtītajos datos ļauj uzturēt augstus maiņas kursus - no 1 Mbit/s līdz 100 Mbit/s (šobrīd jau ir izstrādāti rūpnieciskie dizaini LAN ar ātrumu aptuveni 1 Gbit / ar).

Pilsētas tīkli, kā likums, aptver ēku grupu un tiek īstenoti optiskās šķiedras vai platjoslas kabeļos. Saskaņā ar to īpašībām tie ir starpposma starp vietējiem un globālajiem tīkliem. Nesen saistībā ar ātrgaitas un uzticamu optisko šķiedru kabeļu ieguldīšanu pilsētu un starppilsētu teritorijās un jauniem daudzsološiem tīkla protokoli, piemēram, ATM (Asynchronous Transfer Mode), ko nākotnē varēs izmantot gan lokālajos, gan globālajos tīklos.

Globālie tīkli, atšķirībā no vietējiem, parasti aptver daudz lielākas teritorijas un pat lielāko daļu pasaules reģionu (piemērs ir internets). Pašlaik kā pārraides mediji globālajos tīklos tiek izmantoti analogie vai digitālie vadu kanāli, kā arī satelītu sakaru kanāli (parasti saziņai starp kontinentiem). Pārraides ātruma ierobežojumi (līdz 28,8 Kbit/s analogajos kanālos un līdz 64 Kbit/s lietotāju sadaļās digitālie kanāli) un salīdzinoši zemā analogo kanālu uzticamība, kas prasa kļūdu noteikšanas un labošanas rīku izmantošanu zemākajos protokolu līmeņos, ievērojami samazina datu apmaiņas ātrumu globālajos tīklos salīdzinājumā ar vietējiem.

Ir arī citas datortīklu klasifikācijas pazīmes.

Pēc darbības zonas tīkli ir sadalīti:

banku tīkli,
- zinātnisko institūciju tīkli,
- augstskolu tīkli;

Atbilstoši funkcionēšanas formai var atšķirt:

Komerciālie tīkli;
- bezmaksas tīkli,
- korporatīvie tīkli
- publiskie tīkli;

Pēc īstenojamo funkciju rakstura tīkli ir sadalīti:

Skaitļošanas sistēmas, kas paredzētas vadības problēmu risināšanai, pamatojoties uz skaitļošanas apstrāde fona informācija;
- informatīvs, kas paredzēts atsauces datu iegūšanai pēc lietotāju pieprasījuma; jaukts, kurā tiek realizētas skaitļošanas un informācijas funkcijas.

Ar kontroles metodi datortīkli ir sadalīti:

Tīkli ar decentralizētu vadību;
- centralizēta vadība;
- jaukta kontrole.

Pirmajā gadījumā katrs tīklā iekļautais dators ietver pilnu komplektu programmatūra koordinēt notiekošās tīkla darbības. Šāda veida tīkli ir sarežģīti un diezgan dārgi, jo atsevišķu datoru operētājsistēmas tiek izstrādātas, koncentrējoties uz kolektīvu piekļuvi tīkla kopējam atmiņas laukam.

Jauktos tīklos uzdevumi, kuriem ir visaugstākā prioritāte un, kā likums, ir saistīti ar liela apjoma informācijas apstrādi, tiek risināti centralizētā kontrolē.

Pēc programmatūras saderības ir tīkli:

Homogēns;
- viendabīgs (sastāv no ar programmatūru saderīgiem datoriem)
- neviendabīgs vai neviendabīgs (ja tīklā iekļautie datori nav saderīgi ar programmatūru).

1.1.3. Vietējie tīkli

Ir divas pieejas vietējo tīklu veidošanai un attiecīgi divi veidi: klienta/servera tīkli un vienādranga tīkli.

Klientu/serveru tīklos tiek izmantots īpašs dators (serveris), kas mitina koplietotos failus un nodrošina drukāšanas pakalpojumus daudziem lietotājiem (1. attēls).

Rīsi. 1. Klientu/serveru tīkli

Serveris– dators, kas savienots ar tīklu un nodrošina tā lietotājiem noteiktus pakalpojumus.

Serveri var veikt datu glabāšanu, datu bāzes pārvaldību, attālo darbu apstrādi, darbu drukāšanu un vairākas citas funkcijas, kas var būt nepieciešamas tīkla lietotājiem. Serveris ir tīkla resursu avots. Tīklā var būt diezgan daudz serveru, un katrs no tiem var apkalpot savu lietotāju grupu vai pārvaldīt noteiktas datu bāzes.

Darba stacija– personālais dators, kas savienots ar tīklu, caur kuru lietotājs piekļūst tā resursiem. Tīkla darbstacija darbojas gan tīkla, gan vietējā režīmā. Tas ir aprīkots ar savu operētājsistēmu (MSDOS, Windows u.c.) un nodrošina lietotāju ar visiem nepieciešamajiem rīkiem lietišķo problēmu risināšanai. Darbstacijas, kas savienotas ar serveri, sauc par klientiem. Kā klientus var izmantot gan jaudīgus datorus resursietilpīgai izklājlapu apstrādei, gan mazjaudas datorus vienkāršai teksta apstrādei. Turpretim jaudīgi datori parasti tiek instalēti kā serveri. Tā kā ir nepieciešams nodrošināt vienlaicīgu pieprasījumu apstrādi no liela skaita klientu un labu tīkla datu aizsardzību no nesankcionētas piekļuves, serverim jādarbojas specializēta uzņēmuma kontrolē. operētājsistēma.

Piemēri: Novell Net Ware, Windows NT Server, IBM OS/2 Lan Server, Banyan Vines.

Vienādranga tīkli. Vienādranga tīkli neizmanto īpašus serverus (2. attēls).

Rīsi. 2. Datoru izvietojums peer-to-peer tīklos

Vienlaikus ar lietotāja apkalpošanu dators vienādranga tīklā var uzņemties servera funkcijas, veicot drukas darbus un atbildot uz failu pieprasījumiem no citām tīkla darbstacijām. Protams, ja dators nedala savu diska vietu vai printeri, tad tas ir tikai klients attiecībā pret citām darbstacijām, kas veic servera funkcijas. Sistēmā Windows 95 ir iebūvētas iespējas vienādranga tīkla izveidei. Ja nepieciešams izveidot savienojumu ar citiem vienādranga tīkliem, Windows 95 atbalsta šādus tīklus:

Net Ware Lite
- Artisoft LANtastic.

1.1.4. Tīkla topoloģija

Zem topoloģija tiek saprasts kā tīkla īpašību apraksts, kas piemīt visām tā homomorfajām transformācijām, t.i. šādas izmaiņas izskats tīkls, attālumi starp tā elementiem, to relatīvās pozīcijas, kurās attiecības starp šiem elementiem nemainās.

Datortīkla topoloģiju lielā mērā nosaka veids, kā datori ir savienoti viens ar otru. Topoloģija lielā mērā nosaka daudzas svarīgas tīkla īpašības, piemēram, uzticamību (izdzīvojamību), veiktspēju utt. Ir dažādas pieejas tīkla topoloģiju klasificēšanai. Saskaņā ar vienu no tiem vietējā tīkla konfigurācijas ir sadalītas divās galvenajās klasēs: pārraide Un secīgi.

IN apraides konfigurācijas Katrs dators (fiziskais signālu raiduztvērējs) pārraida signālus, ko var uztvert citi datori. Šādas konfigurācijas ietver topoloģijas “kopējā kopne”, “koks”, “zvaigzne ar pasīvo centru”. Zvaigznes tipa tīklu var uzskatīt par “koka” veidu, kuram katrai pievienotajai ierīcei ir sakne ar atzaru.

IN secīgas konfigurācijas Katrs fiziskais apakšslānis pārsūta informāciju tikai uz vienu datoru. Secīgu konfigurāciju piemēri ir: nejaušs (datoru nejaušs savienojums), hierarhisks, gredzens, ķēde, viedzvaigzne, sniegpārsla un
cits.

Optimālākais no uzticamības viedokļa (tīkla spēja funkcionēt atsevišķu mezglu vai sakaru kanālu atteices gadījumā) ir acs tīkls, t.i. tīkls, kurā katrs tīkla mezgls ir savienots ar visiem pārējiem mezgliem, tomēr ar lielu mezglu skaitu šādam tīklam ir nepieciešams liels sakaru kanālu skaits un to ir grūti ieviest tehnisku grūtību un augsto izmaksu dēļ. Tāpēc gandrīz visi tīkli ir nepilnīgi savienots.

Lai gan noteiktam mezglu skaitam daļējā tīklā var būt liels skaits tīkla mezglu savienošanas iespēju, praksē parasti tiek izmantotas trīs visplašāk izmantotās (pamata) LAN topoloģijas:

1. kopējais autobuss;
2. gredzens;
3. zvaigzne.

Kopnes topoloģija (3. att.), kad visi tīkla mezgli ir savienoti ar vienu atvērtu kanālu, ko parasti sauc par kopni.

3. attēls. Kopnes topoloģija

Šajā gadījumā viena no mašīnām kalpo kā sistēmas apkalpošanas ierīce, nodrošinot centralizētu piekļuvi koplietotajiem failiem un datu bāzēm, drukas ierīcēm un citiem skaitļošanas resursiem.

Tīkli šāda veida ir guvuši lielu popularitāti, pateicoties zemajām izmaksām, augstajai elastībai un datu pārraides ātrumam, kā arī ērtai tīkla paplašināšanai (jaunu abonentu pievienošana tīklam neietekmē tā pamatīpašības). Kopnes topoloģijas trūkumi ietver nepieciešamību izmantot diezgan sarežģītus protokolus un neaizsargātību pret kabeļa fiziskiem bojājumiem.

Gredzena topoloģija(4. att.), kad visi tīkla mezgli ir savienoti ar vienu slēgtu gredzenu kanālu.

4. att. Gredzena topoloģija

Šai tīkla struktūrai raksturīgs tas, ka informāciju pa gredzenu var pārraidīt tikai vienā virzienā un tās uztveršanā un pārraidē var piedalīties visi pieslēgtie datori. Šajā gadījumā saņēmējam abonentam saņemtā informācija ir jāatzīmē ar īpašu marķieri, pretējā gadījumā var parādīties “pazaudēti” dati, kas traucē normāla darbība tīkliem.

Kā margrietiņas ķēdes konfigurācija, gredzens ir īpaši neaizsargāts pret atteicēm: jebkura kabeļa segmenta atteice izraisa pakalpojumu zaudēšanu visiem lietotājiem. LAN izstrādātāji ir ieguldījuši daudz pūļu, lai risinātu šo problēmu. Aizsardzība pret bojājumiem vai kļūmēm tiek nodrošināta, aizverot gredzenu uz pretējo (lieko) ceļu, vai pārslēdzoties uz rezerves gredzenu. Abos gadījumos tiek saglabāta vispārējā gredzena topoloģija.

Zvaigžņu topoloģija(5. att.), kad visi tīkla mezgli ir savienoti ar vienu centrālo mezglu, sauc saimnieks vai centrs.

5. att. Zvaigžņu topoloģija

Konfigurāciju var uzskatīt par sakņotas koka struktūras tālāku attīstību ar zaru katrai pievienotajai ierīcei. Tīkla centrā parasti atrodas komutācijas ierīce, kas nodrošina sistēmas dzīvotspēju. Šādas konfigurācijas LAN visbiežāk izmanto automatizētās iestāžu kontroles sistēmās, kas izmanto centrālo datu bāzi. Star LAN parasti ir mazāk uzticami nekā kopnes vai hierarhiskie tīkli, taču šo problēmu var atrisināt, dublējot iekārtas centrālajā mezglā. Trūkumi var ietvert arī ievērojamu kabeļa patēriņu (dažreiz vairākas reizes lielāks nekā patēriņš LAN ar kopīgu kopni vai hierarhiskos ar līdzīgām iespējām).

Tīkliem var būt arī jaukta topoloģija ( hibrīds), ja atsevišķām tīkla daļām ir atšķirīga topoloģija. Piemērs ir FDDI lokālais tīkls, kurā galvenais ( galvenais) mezgli ir savienoti ar gredzena kanālu, un citi mezgli ir savienoti ar tiem, izmantojot hierarhisku topoloģiju.

1.1.5. Mijiedarbības līmeņi starp datoriem tīklos

Datortīklā ir 7 mijiedarbības līmeņi starp datoriem:

Fiziskā;
- loģisks;
- tīkls;
- transports;
- komunikācijas sesiju līmenis;
- pārstāvis;
- pielietojuma līmenis.

Fiziskais slānis(Fiziskais slānis) definē elektriskās, mehāniskās, procesuālās un funkcionālās specifikācijas un nodrošina saiknes slāni fizisku savienojumu izveidošanai, uzturēšanai un pārtraukšanai starp divām datorsistēmām, kas ir tieši savienotas ar pārraides līdzekli, piemēram, analogo telefona shēmu, radio ķēde vai optiskās šķiedras ķēde.

Datu saites slānis(Datu saites slānis) kontrolē datu pārsūtīšanu pa sakaru kanālu. Šī slāņa galvenās funkcijas ir sadalīt pārsūtītos datus gabalos, ko sauc par kadriem, iegūt datus no fiziskajā slānī pārsūtīto bitu straumes, lai tos apstrādātu tīkla slānī, atklātu pārraides kļūdas un atgūtu nepareizi pārsūtītos datus.

Tīkla slānis(Tīkla slānis) nodrošina saziņu starp divām datorsistēmām tīklā, kas savā starpā apmainās ar informāciju. Vēl viena tīkla slāņa funkcija ir datu (šajā slānī saukto par paketēm) maršrutēšana tīklos un starp tiem (interneta protokols).

Transporta slānis(Transport Layer) nodrošina drošu datu pārraidi (transportēšanu) starp datorsistēmām tīklā augstākiem slāņiem. Šim nolūkam tiek izmantoti mehānismi, lai izveidotu, uzturētu un pārtrauktu virtuālos kanālus (analogus speciālajiem telefona kanāliem), atklātu un labotu pārraides kļūdas un kontrolētu datu plūsmu (lai novērstu pārplūdi vai datu zudumu).

Sesijas slānis(Sesijas slānis) nodrošina prezentācijas slāņa komunikācijas sesijas izveidi, uzturēšanu un pārtraukšanu, kā arī neparasti pārtrauktas sesijas atsākšanu.

Datu prezentācijas slānis(Prezentācijas slānis) nodrošina datu pārveidošanu no vienas datorsistēmas lietojumprogrammā izmantotās prezentācijas uz citā datorsistēmā izmantoto prezentāciju. datorsistēmu. Prezentācijas slāņa funkcijās ietilpst arī datu kodu konvertēšana, to šifrēšana/atšifrēšana, kā arī pārsūtīto datu saspiešana.

Uzklāšanas slānis(Application Level) atšķiras no citiem OSI modeļa slāņiem ar to, ka nodrošina pakalpojumus lietojumprogrammu uzdevumiem. Šis slānis nosaka lietojumprogrammu uzdevumu un sakaru resursu pieejamību, sinhronizē mijiedarbojošos lietojumprogrammu uzdevumus un izveido līgumus par kļūdu atkopšanas procedūrām un datu integritātes pārvaldību. Lietojumprogrammas slāņa svarīgas funkcijas ir tīkla pārvaldība, kā arī visbiežāk sastopamo sistēmas lietojumprogrammu uzdevumu veikšana: E-pasts, failu koplietošana un citi.

Katram līmenim, lai atrisinātu savu apakšuzdevumu, ir jānodrošina modelī noteikto funkciju izpilde šis līmenis, darbības (pakalpojumi) augstākam līmenim un mijiedarbojas ar līdzīgu līmeni citā datorsistēmā.

Attiecīgi katrs mijiedarbības līmenis atbilst protokolu kopumam (t.i., mijiedarbības noteikumiem).

Zem protokols attiecas uz noteiktu noteikumu kopumu, kas reglamentē informācijas apmaiņas formātu un procedūras.

Konkrēti, tas nosaka, kā tiek izveidoti savienojumi, tiek pārvarēts līnijas troksnis un tiek nodrošināta datu pārraide starp modemiem bez kļūdām.

Savukārt standarts ietver vispārpieņemtu protokolu vai protokolu kopu. Tīkla iekārtu darbība nav iespējama bez savstarpēji saistītiem standartiem. Standartu saskaņošana tiek panākta gan ar konsekventiem tehniskiem risinājumiem, gan ar standartu grupēšanu. Katram konkrētajam tīklam ir savs pamata protokolu komplekts.

BALTKRIEVIJAS NACIONĀLĀ TEHNISKĀ UNIVERSITĀTE

STARPTAUTISKAIS TĀLIZGLĪTĪBAS INSTITŪTS

PĀRBAUDE

AKADĒMISKĀ DISCIPLINĀ: Datortīkli

Datortīklu veidi

Datortīklus var klasificēt pēc dažādiem kritērijiem.

es. Saskaņā ar vadības principiem:

1. Peer-to-peer — bez speciāla servera. Kurā vadības funkcijas tiek pārmaiņus pārsūtītas no vienas darbstacijas uz otru;

2. Multi-peer ir tīkls, kas ietver vienu vai vairākus speciālos serverus. Pārējie šāda tīkla datori (darbstacijas) darbojas kā klienti.

II. Pēc savienojuma metodes:

1. "Tiešais savienojums"- divi personālie datori ir savienoti ar kabeļa gabalu. Tas ļauj vienam datoram (galvenajam) piekļūt otra (verga) resursiem;

2. "Kopējais autobuss" - datoru savienošana ar vienu kabeli;

3. "Zvaigzne" - savienojums caur centrālo mezglu;

4. "Gredzens" - seriālais savienojums Dators divos virzienos.

III. Pēc teritorijas pārklājuma:

1. Vietējais tīkls(tīkls, kurā datori atrodas līdz kilometra attālumā un parasti tiek savienoti, izmantojot ātrgaitas sakaru līnijas.) - 0,1 - 1,0 km; LAN mezgli atrodas tajā pašā telpā, stāvā vai ēkā.

2. Korporatīvais tīkls(vienas organizācijas, uzņēmuma, ražotnes robežās). Mezglu skaits FAC var sasniegt vairākus simtus. Tajā pašā laikā korporatīvajā tīklā parasti ietilpst ne tikai personālajiem datoriem, bet arī jaudīgi datori, kā arī dažādi tehnoloģiskās iekārtas(roboti, montāžas līnijas utt.).

Korporatīvais tīkls atvieglo uzņēmuma un tehnoloģiskā procesa pārvaldību, kā arī skaidras informācijas un ražošanas resursu kontroles ieviešanu.

3. Globālais tīkls(tīkls, kura elementi atrodas ievērojamā attālumā viens no otra) - līdz 1000 km.

Kā sakaru līnijas globālajos tīklos tiek izmantotas gan speciāli ieklātas (piemēram, transatlantiskais optiskās šķiedras kabelis), gan esošās sakaru līnijas (piemēram, telefonu tīkli). WAN mezglu skaits var sasniegt desmitiem miljonu. Globālais tīkls ietver atsevišķus vietējos un korporatīvos tīklus.

4. Globālais tīmeklis- globālo tīklu (interneta) apvienošana.

DATORTĪKLU TOPOLOĢIJA

Tīkla topoloģija ir datoru ģeometriskā forma un fiziskais izvietojums attiecībā pret otru. Tīkla topoloģija ļauj salīdzināt un klasificēt dažādus tīklus. Ir trīs galvenie topoloģijas veidi:

1) zvaigzne;

2) Gredzens;

AUTOBUSU TOPOLOĢIJA

Šī topoloģija izmanto vienu koaksiālo kabeļu pārraides kanālu, ko sauc par "kopni". Visi tīkla datori ir tieši savienoti ar kopni. Kopnes kabeļa galos ir uzstādīti speciāli spraudņi - “terminatori”. Tie ir nepieciešami, lai pēc autobusa izbraukšanas nodzēstu signālu. "Bus" topoloģijas trūkumi ir šādi:

Pa kabeli pārsūtītie dati ir pieejami visiem pievienotajiem datoriem;

Ja “kopne” ir bojāta, viss tīkls pārstāj darboties.

Gredzena TOPOLOĢIJA

Gredzena topoloģiju raksturo savienojuma galapunktu trūkums; tīkls ir slēgts, veidojot nepārtrauktu gredzenu, caur kuru tiek pārraidīti dati. Šī topoloģija ietver šādu pārsūtīšanas mehānismu: dati tiek secīgi pārsūtīti no viena datora uz otru, līdz tie sasniedz saņēmēja datoru. “Gredzena” topoloģijas trūkumi ir tādi paši kā “kopnes” topoloģijas trūkumi:

Datu publiska pieejamība;

Kabeļu sistēmas bojājumu nestabilitāte.

ZVAIGŽŅU TOPOLOĢIJA

Tīklā ar zvaigžņu topoloģiju visi datori ir savienoti ar īpašu ierīci, ko sauc par tīkla centrmezglu vai centrmezglu, kas veic datu izplatīšanas funkcijas. Tīklā nav tiešu savienojumu starp diviem datoriem. Pateicoties tam, ir iespējams atrisināt publisko datu pieejamības problēmu, kā arī palielina kabeļu sistēmas izturību pret bojājumiem. Tomēr tīkla funkcionalitāte ir atkarīga no tīkla centrmezgla statusa.

Pārvadātāju piekļuves metodes datortīklos

IN dažādi tīkli Ir dažādas procedūras datu apmaiņai starp darbstacijām.

Starptautiskais elektrotehnikas un elektronikas inženieru institūts (IEEE) ir izstrādājis standartus (IEEE802.3, IEEE802.4 un IEEE802.5), kas apraksta metodes, kā piekļūt tīkla datu kanāliem.

Visplašāk izmantotās specifiskās piekļuves metožu ieviešanas ir Ethernet, ArcNet un Token Ring. Šīs ieviešanas pamatā ir attiecīgi IEEE802.3, IEEE802.4 un IEEE802.5 standarti.

Ethernet piekļuves metode

Šī piekļuves metode, ko Xerox izstrādāja 1975. gadā, ir vispopulārākā. Tas nodrošina augstu datu pārraides ātrumu un uzticamību.

Šī piekļuves metode izmanto "kopējās kopnes" topoloģiju. Tāpēc vienas darbstacijas nosūtīto ziņojumu vienlaikus saņem visas pārējās stacijas, kas ir savienotas ar kopējo kopni. Bet ziņojums ir paredzēts tikai vienai stacijai (tajā ir norādīta galamērķa stacijas adrese un sūtītāja adrese). Stacija, kurai ziņa ir paredzēta, to saņem, pārējās to ignorē.

Ethernet piekļuves metode ir vairākkārtējas piekļuves metode, kas klausās operatoru un atrisina konfliktus, ko sauc par sadursmēm (CSMA/CD — Carter Sense Multiple Access with Collision Detection).

Pirms pārraides sākšanas darbstacija nosaka, vai kanāls ir brīvs vai aizņemts. Ja kanāls ir brīvs, stacija sāk raidīt.

Ethernet neizslēdz iespēju vienlaikus pārraidīt ziņojumus no divām vai vairākām stacijām. Iekārta automātiski atpazīst šādus konfliktus. Pēc konflikta noteikšanas stacijas kādu laiku aizkavē pārraidi. Šis laiks ir īss un katrai stacijai atšķirīgs. Pēc aizkaves pārraide tiek atsākta.

Patiesībā konflikti noved pie tīkla ātruma samazināšanās tikai tad, ja darbojas vairāki desmiti vai simti staciju.

ArcNet piekļuves metode

Šo metodi izstrādāja Datapoint Corp. Tas ir arī kļuvis plaši izplatīts, galvenokārt tāpēc, ka ArcNet aprīkojums ir lētāks nekā Ethernet aprīkojums vai Token-Ring.

ArcNet tiek izmantots lokālajos tīklos ar zvaigžņu topoloģiju. Viens no datoriem izveido īpašu marķieri (īpaša veida ziņojumu), kas tiek secīgi pārsūtīts no viena datora uz otru.

Ja stacija vēlas nosūtīt ziņojumu citai stacijai, tai ir jāgaida marķieris un jāpievieno tai ziņojums ar avota un galamērķa adresi. Kad pakete sasniegs mērķa staciju, ziņojums tiks “atsaistīts” no marķiera un pārsūtīts uz staciju.

Token-Ring piekļuves metode

Token-Ring piekļuves metodi izstrādāja IBM, un tā ir paredzēta gredzenveida tīkla topoloģijai.

Šī metode ir līdzīga ArcNet, jo tajā tiek izmantots arī marķieris, kas tiek nodots no vienas stacijas uz otru. Atšķirībā no ArcNet, Token-Ring piekļuves metode ļauj dažādām darbstacijām piešķirt dažādas prioritātes.

Datu pārraides nesēji, to raksturojums

Koaksiālais kabelis

Koaksiālais kabelis bija pirmais kabeļa veids, ko izmantoja datoru savienošanai ar tīklu. Šāda veida kabelis sastāv no centrālā vara vadītāja, kas pārklāts ar plastmasas izolācijas materiālu, kas savukārt ir ieskauts ar vara sietu un/vai alumīnija foliju. Šis ārējais vadītājs nodrošina zemējumu un aizsargā centrālo vadītāju no ārējiem elektromagnētiskiem traucējumiem. Ieklājot tīklus, tiek izmantoti divu veidu kabeļi - “Biezais koaksiālais kabelis” (Thicknet) un “Tinais koaksiālais kabelis” (Thinnet). Tīkli, kuru pamatā ir koaksiālais kabelis, nodrošina pārraides ātrumu līdz 10 Mbit/s. Maksimālais garums segments svārstās no 185 līdz 500 m atkarībā no kabeļa veida.

"Vītā pāra"

Vītā pāra kabelis mūsdienās ir viens no visizplatītākajiem kabeļu veidiem. Tas sastāv no vairākiem vara vadu pāriem, kas pārklāti ar plastmasas apvalku. Vadi, kas veido katru pāri, ir savīti viens ap otru, kas nodrošina aizsardzību pret savstarpējiem traucējumiem. Šāda veida kabeļi ir sadalīti divās klasēs - “Ekranēts vītā pāra” un “Neekranēts vītā pāra”. Atšķirība starp šīm klasēm ir tāda, ka ekranēts vītā pāra kabelis ir vairāk aizsargāts pret ārējiem elektromagnētiskiem traucējumiem, jo ​​kabeļa vadus ieskauj papildu vairogs no vara sieta un/vai alumīnija folijas. Vītā pāra tīkli atkarībā no kabeļa kategorijas nodrošina pārraides ātrumu no 10 Mbit/s – 1 Gbit/s. Kabeļa segmenta garums nedrīkst pārsniegt 100 m (līdz 100 Mbps) vai 30 m (1 Gbps).

Optiskās šķiedras kabelis

Optiskās šķiedras kabeļi ir vismodernākā kabeļu tehnoloģija, kas nodrošina liela ātruma datu pārraidi lielos attālumos, izturīgi pret traucējumiem un noklausīšanos. Optiskās šķiedras kabelis sastāv no centrālā stikla vai plastmasas vadītāja, ko ieskauj stikla vai plastmasas pārklājuma slānis un ārējais aizsargapvalks. Datu pārraide tiek veikta, izmantojot lāzera vai LED raidītāju, kas sūta vienvirziena gaismas impulsus caur centrālo vadītāju. Signālu otrā galā uztver fotodiodes uztvērējs, kas gaismas impulsus pārvērš elektriskos signālos, kurus var apstrādāt dators. Optisko šķiedru tīklu pārraides ātrums ir no 100 Mbit/s līdz 2 Gbit/s. Segmenta garuma ierobežojums ir 2 km.

Datortīkls ir savienojums starp diviem vai vairākiem datoriem. Kopumā datortīkla izveidošanai nepieciešama īpaša aparatūra (tīkla aprīkojums) un programmatūra(tīkla programmatūra). Vienkāršāko savienojumu starp diviem datoriem datu apmaiņai sauc par tiešu savienojumu. Šajā gadījumā nav nepieciešama papildu aparatūra vai programmatūra. Aparatūras savienojuma lomu veic standarta paralēlais ports, un visa programmatūra jau ir operētājsistēmā. Tiešā savienojuma priekšrocība ir tā vienkāršība, trūkums ir zems ātrums datu pārraide.

Tīkli ir sadalīti lokāls un globāls. Visu veidu tīklu mērķim ir viens mērķis - nodrošināt kopīgu piekļuvi kopīgi resursi: aparatūra, programmatūra un informācija (datu resursi).

Pamatojoties uz īstenoto funkciju raksturu, tīklus iedala:

Par skaitļošanu, kas paredzēts vadības problēmu risināšanai, pamatojoties uz sākotnējās informācijas skaitļošanas apstrādi;

Informatīvs, paredzēts atsauces datu iegūšanai pēc lietotāju pieprasījuma;

Jaukts, kurā tiek realizētas skaitļošanas un informācijas funkcijas.

Pamatojoties uz pārvaldības metodi, tīklus iedala tīklos:

Ar decentralizētu vadību - katrs dators, kas ir daļa no tīkla, ietver pilnu programmatūras rīku komplektu tīkla darbību koordinēšanai;

Ar centralizētu vadību - datora darbības koordinēšana tiek veikta vienas OS kontrolē;

Ar jauktu vadību - centralizētā kontrolē tiek risināti uzdevumi, kuriem ir visaugstākā prioritāte un, kā likums, tie ir saistīti ar liela apjoma informācijas apstrādi.

Komunikācijas modeļa līmeņi:

1. Uzklāšanas slānis– lietotājs izveido dokumentu, izmantojot aplikācijas.

2. Prezentācijas slānis– Datora operētājsistēma ieraksta, kur atrodas dati, un nodrošina mijiedarbību ar nākamo līmeni.

3. Sesijas slānis– dators mijiedarbojas ar tīklu: pārbauda lietotāja tiesības piekļūt tīklam un pārsūta dokumentu uz transporta slāņa protokoliem.

4. Transporta slānis– dokuments tiek pārveidots tādā formā, kādā ir paredzēts pārsūtīt datus izmantotajā tīklā.

5. Tīkla slānis nosaka datu kustības maršrutu tīklā.

6. Savienojuma līmenis ir nepieciešams, lai modulētu signālus atbilstoši datiem, kas saņemti no tīkla slāņa. Datorā šīs funkcijas veic LAN karte vai modems.

7. Fiziskais slānis. Šis slānis ir vieta, kur notiek faktiskā datu pārsūtīšana. Nav dokumentu, nav pakešu, nav baitu - tikai biti. Dokumentu atkopšana notiek pakāpeniski, pārejot no apakšējā līmeņa uz augšējo. Fiziskā slāņa iespējas atrodas ārpus datora. Vietējos tīklos tas ir paša tīkla aprīkojums. Attālinātai saziņai, izmantojot modemus, šī līnija telefona saziņa, komutācijas iekārtas utt.

Servera un klienta dažādie protokola slāņi nesazinās savā starpā tieši, bet sazinās caur fiziskais slānis. Pamazām pārejot no augstākais līmenis uz leju, dati tiek nepārtraukti pārveidoti. Tas rada virtuālās mijiedarbības efektu starp līmeņiem. Tomēr, neskatoties uz virtualitāti, tie joprojām ir savienojumi, caur kuriem tiek arī dati. Visi pakalpojumi ir balstīti uz virtuāliem savienojumiem moderns internets.

Vietējie tīkli (LAN). Ja datori atrodas tuvu viens otram, izmanto kopīgu tīkla iekārtu komplektu un tos kontrolē viena un tā pati programmatūras pakotne, tad šādu tīklu sauc par lokālo. Vietējo tīklu izveide ir raksturīga atsevišķām uzņēmumu nodaļām. Apskatīsim mijiedarbības modeļa informācijas apmaiņas organizēšanu LAN.

Serveru LAN īsteno divus lietotāju mijiedarbības modeļus ar darbstacijām: modelis failu serveris un modelis klients-serveris. Pirmajā modelī serveris nodrošina piekļuvi katras darbstacijas datu bāzes failiem, un ar to tā darbs beidzas. Piemēram, ja tiek izmantota failu servera tipa datubāze, lai iegūtu informāciju par nodokļu maksātājiem, kas dzīvo noteiktā Maskavas ielā, visa teritoriālā rajona tabula tiks pārsūtīta pa tīklu, un ir jāizlemj, kuri ieraksti tajā apmierina pieprasījumu un kas nav paša darbstacija. Tādējādi failu servera modeļa darbība noved pie tīkla pārslodzes.

Šo trūkumu novēršana tiek panākta klienta-servera modelī. Šajā gadījumā pieteikšanās sistēma ir sadalīts divās daļās: ārējā, kas ir vērsta pret lietotāju un ko sauc par klientu, un iekšējā, kas apkalpo un sauc par serveri. Serveris ir mašīna, kurai ir resursi un kas tos nodrošina, un klients ir šo resursu potenciālais patērētājs. Resursu lomu var spēlēt failu sistēma(failu serveris), procesors (skaitļošanas serveris), datu bāze (datu bāzes serveris), printeris (printera serveris) utt. Tā kā serveris (vai serveri) vienlaikus apkalpo daudzus klientus, servera datorā jādarbojas daudzuzdevumu operētājsistēmai.

Klienta-servera modelī serverim ir aktīva loma, jo tā programmatūra liek serverim “vispirms domāt un rīkoties vēlāk”. Informācijas plūsma tīklā kļūst mazāka, jo serveris vispirms apstrādā pieprasījumus un pēc tam nosūta klientam nepieciešamo. Serveris arī kontrolē, vai ierakstiem var piekļūt individuāli, nodrošinot lielāku datu drošību.

Klienta-servera modelis, kas izveidots datorā, piedāvā šādas iespējas:

· tīklā ir ievērojams skaits serveru un klientu;

· skaitļošanas sistēmas bāzi veido darbstacijas, no kurām katra darbojas kā klients un pieprasa informāciju, kas atrodas serverī;

· sistēmas lietotājs tiek atbrīvots no nepieciešamības zināt, kur atrodas viņam nepieciešamā informācija, viņš vienkārši pieprasa sev nepieciešamo;

· sistēma ir realizēta atvērtas arhitektūras veidā, kas apvieno dažādu klašu un tipu datorus ar dažādām sistēmām.

LAN konfigurācija. Vietējā tīkla konfigurāciju sauc par topoloģiju. Visizplatītākās topoloģijas ir:

- riepa- viena no mašīnām kalpo kā sistēmu apkalpojoša ierīce, nodrošinot centralizētu piekļuvi koplietotajiem failiem, datu bāzēm un citiem skaitļošanas resursiem;

- gredzens- informāciju gar gredzenu var pārraidīt tikai vienā virzienā;

- zvaigzne(radiāls) - tīkla centrā atrodas komutācijas iekārta, kas nodrošina sistēmas dzīvotspēju;

- sniegpārsla(vairāku savienojumu) - topoloģija ar failu serveri dažādām darba grupām un vienu centrālo serveri visam tīklam;

- hierarhisks(koks) - veidojas, pieslēdzot sakņu sistēmai vairākas kopnes, kur atrodas svarīgākie LAN komponenti.

Praksē biežāk sastopami hibrīdie LAN, kas ir pielāgoti konkrēta klienta prasībām un apvieno dažādu topoloģiju fragmentus. Vietējos tīklus var savienot viens ar otru, pat ja starp tiem ir ļoti lieli attālumi. Šajā gadījumā tiek izmantoti parastie saziņas līdzekļi: telefona līnijas, radiostacijas, optiskās šķiedras līnijas, satelīta savienojums uc Kad divi vai vairāki tīkli ir savienoti viens ar otru, veidojas globāls tīkls. Globālais tīkls var aptvert pilsētu, reģionu, valsti, kontinentu un visu zemeslodi. Gadījumos, kad krustojas tīkli, kas darbojas, izmantojot dažādus protokolus, ir nepieciešams pārsūtīt datus no vienā tīklā pieņemtā formāta uz citā tīklā pieņemto formātu. Datorus vai programmas, kas veic šo funkciju, sauc par vārtejām. Ja ir savienoti tīkli, kas izmanto vienus un tos pašus protokolus, iekārtas, kas atrodas starp tiem, sauc par tiltiem.

LAN piekļuves metodes. Pamatojoties uz tīkla metodēm, visizplatītākie tīkli tiek identificēti kā Ethernet, ArcNet, Token Ring.

Ethernet- vairākkārtējas piekļuves metode. Pirms pārraides sākšanas darbstacija nosaka, vai kanāls ir brīvs vai aizņemts. Ja stacija ir brīva, tā sāk raidīt. Šī metode izmanto kopnes topoloģiju. Vienas darbstacijas nosūtīto ziņojumu vienlaikus saņem visas pārējās stacijas, kas savienotas ar kopējo kopni. Ziņojumu ignorē visas stacijas, izņemot sūtītāju un galamērķi.

ArcNet — izmanto LAN ar zvaigžņu topoloģiju. Viens no datoriem izveido īpašu marķieri, kas tiek secīgi pārsūtīts no viena datora uz otru. Ja stacija nosūta ziņojumu citai stacijai, tai ir jāgaida marķieris un jāpievieno tai ziņojums kopā ar avota un mērķa adresēm. Kad pakete sasniegs mērķa staciju, ziņojums tiks noņemts no marķiera un pārsūtīts uz staciju.

Žetona gredzens- paredzēts gredzena struktūrai un arī izmanto marķieri, kas tiek pārraidīts no vienas stacijas uz otru. Taču tas ļauj dažādām darbstacijām piešķirt dažādas prioritātes. Izmantojot šo metodi, marķieris pārvietojas ap gredzenu, dodot datoriem, kas atrodas uz tā sērijveidā, pārraides tiesības.

Informācijas drošības nodrošināšana datortīklos. Savienojot lokālo tīklu ar globālo tīklu, koncepcijai ir svarīga loma tīkla drošība. Ir jāierobežo piekļuve vietējam tīklam nepiederošām personām no ārpuses, un piekļuve ārpus lokālā tīkla ir jāierobežo uzņēmuma darbiniekiem, kuriem nav atbilstošu tiesību. Lai nodrošinātu tīkla drošību starp lokālo un globālais tīkls instalēt ugunsmūrus - datorus vai programmas, kas novērš nesankcionētu datu kustību starp tīkliem.

Globāli informācijas tīkls Internets. Internets šaurā nozīmē ir tīklu kombinācija. Tomēr pēdējos gados šis vārds ir ieguvis plašāku nozīmi: World Wide Web. Internetu var uzskatīt fiziskā nozīmē kā vairākus miljonus datoru, kas savienoti viens ar otru ar visu veidu sakaru līnijām. Tomēr šis fiziskais skatījums ir ļoti šaurs.

Internets ir sava veida informācijas telpa, kurā notiek nepārtraukta datu aprite. Šajā ziņā to var salīdzināt ar televīzijas un radio raidījumiem, lai gan ir acīmredzama atšķirība, ka ēterā informāciju nevar uzglabāt, bet internetā tā pārvietojas starp datoriem, kas veido tīkla mezglus, un tiek glabāta kādu laiku. uz cietajiem diskiem. Apskatīsim interneta darbības principus.

Par interneta dzimšanu tiek uzskatīts 1983. gads. Šogad ir notikušas revolucionāras izmaiņas datoru sakaru programmatūrā. Dzimšanas diena šī vārda mūsdienu izpratnē bija pamatā esošā TCP/IP sakaru protokola standartizācijas datums Globālais tīmeklis līdz šodienai.

TCP protokols ir transporta slāņa protokols. Tas kontrolē informācijas pārsūtīšanas veidu. Saskaņā ar TCP protokolu nosūtītie dati tiek “sagriezti” mazās paketēs, pēc tam katra pakete tiek atzīmēta tā, lai tajā būtu dati, kas nepieciešami dokumenta pareizai salikšanai saņēmēja datorā.

IP protokols ir adresējams. Viņš pieder tīkla līmenī un nosaka, kur notiek pārsūtīšana. Tās būtība ir tāda, ka katram globālā tīmekļa dalībniekam ir jābūt savai unikālai adresei (IP adresei). Šī adrese ir izteikta četros baitos. Katrs dators, caur kuru iet TCP pakete, no šiem četriem skaitļiem var noteikt, kuram no tā tuvākajiem kaimiņiem ir jāpārsūta pakete, lai tā būtu “tuvāk” adresātam. Ierobežota skaita pārsūtīšanu rezultātā pakete sasniedz vēlamo adresi.

Pamata informatīvie resursi Internets:

1. Attālā piekļuve TELNET tīkla resursiem. Vēsturiski viens no agrākajiem ir pakalpojums tālvadība Telnet dators. Izveidojot savienojumu ar attālo datoru, izmantojot šī pakalpojuma protokolu, varat kontrolēt tā darbību. Šo vadības veidu sauc arī par konsoli vai termināli. Telnet protokolus bieži izmanto tālvadība tehniskie objekti.

2. E-pasts:

- Elektroniskais pasts (E-pasts). Pasta serveri saņem ziņojumus no klientiem un pārsūta tos pa ķēdi uz adresātu pasta serveriem, kur šie ziņojumi tiek uzkrāti. Kad tiek izveidots savienojums starp saņēmēju un viņa pasta serveris Ienākošie ziņojumi tiek automātiski pārsūtīti uz adresāta datoru. Pasta pakalpojuma pamatā ir divi protokoli: SMTP un POP3. Pirmo metodi izmanto korespondences nosūtīšanai no datora uz serveri, bet otro metodi izmanto ienākošo ziņojumu saņemšanai. Ir daudz dažādu klientu pasta programmu.

- Pasta saraksti. Tie ir īpaši aktuāli serveri, kas apkopo informāciju par noteiktām tēmām un pārsūta to abonentiem e-pasta ziņojumu veidā. Adresātu saraksti ļauj efektīvi atrisināt regulāras datu piegādes problēmas.

- Telekonferenču pakalpojums (Usenet). Telekonferences pakalpojums ir līdzīgs apraides e-pastam, nosūtot vienu ziņojumu lielai grupai. Šīs grupas sauc par intereškopas vai intereškopas. Ziņojumi, kas nosūtīti uz intereškopas serveri, tiek nosūtīti no tā uz visiem serveriem, ar kuriem tas ir savienots, ja tajos nav attiecīgā ziņojuma. Katrā no serveriem saņemtais ziņojums tiek glabāts ierobežotu laiku, un ikviens to var izlasīt. Katru dienu visā pasaulē tiek izveidots aptuveni miljons intereškopas ziņu. Visa telekonferenču sistēma ir sadalīta tematiskās grupās.

3. World Wide Web (WWW) tehnoloģija. World Wide Web (WWW) pakalpojums. Šis ir vispopulārākais pakalpojums mūsdienu internetā. Šī ir vienota informācijas telpa, kas sastāv no simtiem miljonu savstarpēji saistītu elementu elektroniskie dokumenti, kas glabājas tīmekļa serveros. Atsevišķus dokumentus, kas veido Web, sauc par Web lapām. Tematisko Web lapu grupas sauc par Web vietām. Viens fiziskais Web serveris var saturēt vairākas tīmekļa vietnes, katrai no tām parasti tiek piešķirts atsevišķs direktorijs servera cietajā diskā. Programmas tīmekļa lapu skatīšanai sauc par pārlūkprogrammām vai pārlūkprogrammām. Pārlūkprogramma parāda dokumentu ekrānā, vadoties pēc komandām, kuras autors ir iegulējis tekstā. Šādas komandas sauc par tagiem. Tagu rakstīšanas noteikumi ir ietverti īpašas iezīmēšanas valodas specifikācijā, ko sauc par hiperteksta iezīmēšanas valodu - HTML. Ir iespējams iegult grafiskos un multivides dokumentus hipertekstā.

Svarīgākā Web lapu iezīme ir hiperteksta saites. Varat saistīt citu tīmekļa dokumentu ar jebkuru teksta daļu, tas ir, iestatīt hipersaiti. Hiperteksta saziņa starp simtiem miljonu dokumentu ir globālā tīmekļa loģiskās telpas pastāvēšanas pamatā. Jebkura faila pasaules adresi nosaka vienotais resursu vietrādis (URL). URL sastāv no trim daļām:

Norāda tā pakalpojuma protokolu, kas piekļūst šim resursam. WWW tiek izmantots HTTP protokols (http://...);

Norāde uz tā servera domēna nosaukumu, kurā tiek glabāts šis resurss (http://www.abcde.com);

Norāda pilnu ceļu uz failu šajā datorā (http://www.abcde.com/Files/New/abcdefg.zip).

Resursa adrese URL veidā ir saistīta ar hiperteksta saitēm Web lapās. Noklikšķinot uz hipersaites, pārlūkprogramma nosūta pieprasījumu atrast un piegādāt saitē norādīto resursu.

4. Domēna vārdu pakalpojums (DNS). IP adrese ir ērta datoram, bet neērta cilvēkiem, tāpēc ir ērtāks ierakstīšanas veids, kas izmanto domēna sistēmu. Piemēram: www.microsoft.com, microsoft– Domēna vārds serveris – saņemts reģistrācijas laikā, com – sufikss, kas nosaka domēna īpašumtiesības. Izplatītākie sufiksi ir: com – komerciālas organizācijas serveris; gov – valsts organizācijas serveris; edu – izglītības iestādes serveris. Šī sistēma ir pieņemta ASV, citās valstīs servera tipa vietā tiek norādīts valsts kods, piemēram, Krievija - ru. Domēna vārdus nepieciešams pārtulkot IP adresēs. To dara domēna nosaukumu pakalpojuma serveri.

4. Failu apmaiņa, izmantojot FTP:

- Failu pārsūtīšanas pakalpojumi (FTP). Failu saņemšana un pārsūtīšana veido ievērojamu procentuālo daļu no citiem interneta pakalpojumiem. FTP pakalpojumam ir savi serveri, kuros tiek glabāti datu arhīvi.

- IRC pakalpojums (tērzēšanas istabas, tērzēšanas konferences). Paredzēts tiešai saziņai starp vairākiem cilvēkiem reāllaikā.

- ICQ pakalpojums.Šis pakalpojums ir paredzēts, lai atrastu tās personas tīkla IP adresi, ar kuru ir izveidots savienojums Šis brīdis uz internetu. Nepieciešamība pēc šāda pakalpojuma ir saistīta ar faktu, ka lielākajai daļai lietotāju nav pastāvīgas IP adreses. Lai izmantotu šo pakalpojumu, jums jāreģistrējas tā centrālajā serverī un jāiegūst lietotāja identifikācijas numurs (UIN). Zinot adresāta UIN, bet nezinot viņa pašreizējo IP adresi, varat nosūtīt viņam ziņojumu. Šajā gadījumā ICQ pakalpojums iegūst interneta peidžera raksturu.

Šodienas raksts atver jaunu emuāra sadaļu, kuras nosaukums būs “ Tīkli" Šajā sadaļā tiks apskatīts plašs ar datortīkli. Pirmie sadaļas raksti būs veltīti dažu pamatjēdzienu izskaidrošanai, ar kuriem jūs saskarsities, strādājot ar tīklu. Un šodien mēs runāsim par to, kādi komponenti ir nepieciešami tīkla izveidošanai un kādi pastāv tīklu veidi.

Datoru tīkls ir datoru un tīkla iekārtu kolekcija, kas caur sakaru kanāliem savienota vienā sistēmā. Lai izveidotu datortīklu, mums ir nepieciešami šādi komponenti:

• datori, kuriem ir iespēja pieslēgties tīklam (piemēram, tīkla karte, kas ir atrodama katrā mūsdienu datorā);
• pārraides vide vai sakaru kanāli (kabeļa, satelīta, telefona, optiskās šķiedras un radio kanāli);
• tīkla aprīkojums (piemēram, slēdzis vai maršrutētājs);
• tīkla programmatūra (parasti iekļauta operētājsistēmā vai komplektā ar tīkla aprīkojumu).

Datortīklus parasti iedala divos galvenajos veidos: globālajos un lokālajos.

Vietējie tīkli(Vietējais tīkls - LAN) pirms piekļuves interneta pakalpojumu sniedzējiem ir slēgta infrastruktūra. Ar terminu “vietējais tīkls” var apzīmēt gan nelielu biroju tīklu, gan lielas rūpnīcas tīklu, kas aptver vairākus hektārus. Saistībā ar organizācijām, uzņēmumiem, firmām tiek lietots termins korporatīvais tīkls - atsevišķas organizācijas vietējais tīkls ( juridiska persona) neatkarīgi no teritorijas, kuru tas aizņem.
Korporatīvie tīkli ir slēgti tīkli, kuriem piekļuve ir atļauta tikai ierobežotam lietotāju skaitam (piemēram, uzņēmuma darbiniekiem). Globālie tīkli ir vērsti uz jebkuru lietotāju apkalpošanu.

Globālais tīkls(Plašais tīkls — WAN) aptver lielus ģeogrāfiskus reģionus un sastāv no daudziem vietējiem tīkliem. Ikviens ir pazīstams ar globālo tīklu, kas sastāv no vairākiem tūkstošiem tīklu un datoru - tas ir internets.

Sistēmas administratoram ir jārisina lokālie (korporatīvie) tīkli. Tiek izsaukts parasts lietotāja dators, kas savienots ar lokālo tīklu darbstacija . Tiek izsaukts dators, kas padara savus resursus pieejamus dalītai lietošanai citiem tīkla datoriem serveris ; un dators, kas piekļūst servera koplietotajiem resursiem klients .

Ir dažādas serveru veidi: failu serveri (koplietojamo failu glabāšanai), datu bāzu serveri, lietojumprogrammu serveri (nodrošina programmu attālinātu darbību klientiem), tīmekļa serveri (tīmekļa satura glabāšanai) un citi.

Tīkla slodzi raksturo parametrs, ko sauc par trafiku. Satiksme ir ziņojumu plūsma datu tīklā. To saprot kā kvantitatīvu mērījumu datu bloku skaitam, kas iet caur tīklu, un to garumu, kas izteikts bitos sekundē. Piemēram, datu pārraides ātrums mūsdienu lokālajos tīklos var būt 100 Mbit/s vai 1 Gbit/s

Šobrīd pasaulē ir milzīgs daudzums visa veida tīklu un datortehnikas, kas ļauj organizēt visdažādākos datortīklus. Visu datortīklu klāstu var iedalīt vairākos veidos pēc dažādiem kritērijiem:

Pēc teritorijas:

• lokāls – aptver nelielas platības un atrodas atsevišķos birojos, bankās, korporācijās, mājās;
• reģionālais – veidojas, apvienojot vietējos tīklus atsevišķās teritorijās;
• globālais (internets).

Saskaņā ar datora savienojuma metodi:

• vadu (datori ir savienoti, izmantojot kabeli);
• bezvadu (datori apmainās ar informāciju, izmantojot radioviļņus, piemēram, WI-FI tehnoloģijas vai Bluetooth).

Pēc kontroles metodes:

• ar centralizētu vadību - datu apmaiņas procesa vadīšanai tīklā tiek piešķirta viena vai vairākas mašīnas (serveri);
• decentralizēti tīkli - nesatur īpašus serverus; tīkla pārvaldības funkcijas tiek pārnestas pēc kārtas no viena datora uz otru.

Saskaņā ar skaitļošanas rīku sastāvu:

• homogēns – apvienot viendabīgus skaitļošanas līdzekļus (datorus);
• neviendabīgs - apvieno dažādus skaitļošanas rīkus (piemēram: personālos datorus, tirdzniecības termināļus, tīmekļa kameras un tīkla datu krātuvi).

Pēc pārraides vides veida tīkli ir sadalīti optiskās šķiedras, ar informācijas pārraidi pa radio kanāliem, infrasarkanajā diapazonā, caur satelīta kanāls utt.

Jūs varat saskarties ar citām datortīklu klasifikācijām. Parasti, sistēmas administrators jums ir jārīkojas ar vietējiem vadu tīkliem ar centralizētu vai decentralizētu vadību.

Šie modeļi nosaka datoru mijiedarbību lokālajā vidē datortīkls. Vienādranga tīklā visiem datoriem ir vienādas tiesības vienam ar otru. Šajā gadījumā visa informācija sistēmā tiek izplatīta starp atsevišķiem datoriem. Jebkurš lietotājs var atļaut vai liegt piekļuvi datiem, kas glabājas savā datorā.

Darba grupa ir neatkarīgs lēmums datortīkla organizēšana nelielam skaitam datoru, kam ir vienādranga arhitektūra un autentifikācijas process notiek, pamatojoties uz lokālo datu bāzi, kas tiek glabāta katrā no darba grupas datoriem

Vienādranga tīklā lietotājs, kas strādā ar jebkuru datoru, var piekļūt visu pārējo tīkla datoru resursiem. Piemēram, sēžot pie viena datora, jūs varat rediģēt failus, kas atrodas citā datorā, drukāt tos ar printeri, kas savienots ar trešo, un palaist programmas ceturtajā datorā.

Šī LAN organizēšanas modeļa priekšrocības ietver ieviešanas vienkāršību un materiālo resursu ietaupījumu, jo nav nepieciešams iegādāties dārgu serveri.

Neskatoties uz ieviešanas vieglumu, šis modelis ir vairāki trūkumi:

• 1. Zema veiktspēja ar lielu pieslēgtu datoru skaitu;
• 2. Vienotas informācijas bāzes trūkums;
• 3. Prombūtne vienota sistēma informācijas drošība;
• 4. Sistēmas informācijas pieejamības atkarība no datora stāvokļa, t.i. Ja dators ir izslēgts, visa tajā saglabātā informācija nebūs pieejama.

Active Directory

Active Directoryļauj administratoriem pārvaldīt visus deklarētos resursus no vienas darba vietas: failus, perifērijas ierīces, datu bāzes, savienojumi ar serveriem, piekļuve tīmeklim, lietotāji, pakalpojumi.

Tīklos ar DNS izvietošanu ir ļoti ieteicams izmantot direktoriju pakalpojumā integrētas pamatzonas, lai atbalstītu Active Directory, kas nodrošina šādas priekšrocības:

• 1. Galvenais servera atjauninājums un uzlaboti drošības līdzekļi, kuru pamatā ir Active Directory iespējas.
• 2. Zonu replikācija un sinhronizācija ar jauniem domēna kontrolleriem notiek automātiski katru reizi, kad Active Directory domēnam tiek pievienots jauns kontrolleris.
• 3. Saglabājot DNS zonas datu bāzes Active Directory, varat racionalizēt datu bāzes replikāciju visā tīklā.
• 4. Direktoriju replikācija ir ātrāka un efektīvāka nekā standarta DNS replikācija.

Tā kā Active Directory replikācija notiek atsevišķa īpašuma līmenī, tiek izplatītas tikai nepieciešamās izmaiņas. Tomēr uzziņu dienestā integrētās zonas izmanto un sūta mazāk datu.

Šī modeļa priekšrocības ietver:

• 1. Liels tīkla ātrums;
• 2. Vienotas informācijas bāzes pieejamība;
• 3. Vienotas drošības sistēmas pieejamība.

Tomēr šim modelim ir arī trūkumi. Galvenais trūkums ir tas, ka klienta-servera tīkla izveides izmaksas ir ievērojami augstākas, jo ir nepieciešams iegādāties īpašu serveri. Vēl viens trūkums ir papildu nepieciešamība pēc apkalpojošā personāla - tīkla administratora.

Šai organizācijai lokālais tīkls tika izvēlēts, pamatojoties uz klienta-servera modeli. Serveris šajā organizācijā tiks prezentēts datora veidā no 2. klases, kuram būs pieeja tikai interneta kafejnīcas vadības personālam. Serveris aizsardzībai tiks ievietots speciālā datorskapī.