Podľa spôsobu riadenia siete. Hlavné komponenty a typy počítačových sietí. Základné softvérové ​​a hardvérové ​​komponenty siete

1.1. Všeobecná charakteristika informačných a počítačových sietí

Koniec 20. storočia bol poznačený bezprecedentným skokom vo vývoji globálnych informačných a komunikačných technológií - tretím po objavení kanálov na prenos audio a video signálov, ktoré radikálne ovplyvnili vývoj mediálneho systému, po rádiu a televízii. bolo vynájdené vysielanie sieťové technológie, založený na inom, digitálnom, spôsobe prenosu informácií, čo viedlo k vytvoreniu nového prostredia na šírenie informačných tokov.

Spolu s autonómna prevádzka Výrazné zvýšenie efektivity využívania počítačov je možné dosiahnuť ich spájaním do počítačových sietí.

Počítačová sieť v širšom zmysle slova označuje akýkoľvek súbor počítačov prepojených komunikačnými kanálmi na prenos údajov..

Existuje niekoľko dobrých dôvodov na prepojenie počítačov v sieti.

Po prvé Zdieľanie zdrojov umožňuje niekoľkým počítačom alebo iným zariadeniam zdieľať prístup k samostatnému disku (súborovému serveru), jednotke CD-ROM, páskovej jednotke, tlačiarňam, plotrom, skenerom a ďalším zariadeniam, čo znižuje náklady každého jednotlivého používateľa.

Po druhé Okrem zdieľania drahých periférnych zariadení je možné podobne využiť aj sieťové verzie aplikačného softvéru.

Po tretie, počítačové siete poskytujú nové formy interakcie medzi používateľmi v jednom tíme, napríklad pri práci na spoločnom projekte.

Po štvrté, je možné využívať bežné prostriedky komunikácie medzi rôznymi aplikačnými systémami (komunikačné služby, prenos dát a videa, reč atď.). Zvlášť dôležitá je organizácia distribuovaného spracovania údajov. V prípade centralizovaného ukladania informácií sa výrazne zjednodušujú procesy zabezpečenia ich integrity, ako aj zálohovania.

1.1.1. Základné softvérové ​​a hardvérové ​​komponenty siete

Počítačová sieť je komplexný súbor vzájomne prepojených a koordinovaných softvérových a hardvérových komponentov.

Štúdium siete ako celku predpokladá znalosť princípov fungovania jej jednotlivých prvkov:

Počítače;
- komunikačné zariadenie;
- operačné systémy;
- sieťové aplikácie.

Celý sieťový hardvérový a softvérový komplex možno opísať viacvrstvovým modelom. Srdcom každej siete je hardvérová vrstva štandardizovaných počítačových platforiem, t.j. systém koncového užívateľa siete, ktorým môže byť počítač alebo koncové zariadenie (akékoľvek vstupné/výstupné alebo informačné zobrazovacie zariadenie). Počítače v sieťových uzloch sa niekedy nazývajú hostiteľské počítače alebo jednoducho hostitelia.

V súčasnosti sa v sieťach široko a úspešne používajú počítače rôznych tried – od osobných počítačov až po sálové počítače a superpočítače. Súbor počítačov v sieti musí zodpovedať rôznorodosti úloh, ktoré sieť rieši.

Druhá vrstva- Toto je komunikačné zariadenie. Aj keď sú počítače ústredným prvkom spracovania údajov v sieťach, komunikačné zariadenia v poslednom čase začínajú zohrávať rovnako dôležitú úlohu.

Káblové systémy, opakovače, mosty, prepínače, smerovače a modulárne rozbočovače sa zmenili z doplnkových sieťových komponentov na základné komponenty, spolu s počítačmi a systémovým softvérom, čo sa týka ich vplyvu na výkon siete a náklady. Komunikačné zariadenie môže byť dnes zložitým špecializovaným multiprocesorom, ktorý musí byť nakonfigurovaný, optimalizovaný a riadený.

Tretia vrstva, tvoriace softvérovú platformu siete, sú operačné systémy (OS). Efektívnosť celej siete závisí od toho, aké koncepcie riadenia lokálnych a distribuovaných zdrojov tvoria základ sieťového OS.

Najvyššou vrstvou sieťových nástrojov sú rôzne sieťové aplikácie, ako sú sieťové databázy, poštové systémy, nástroje na archiváciu údajov, systémy automatizácie tímovej práce atď.

Je dôležité pochopiť rozsah schopností, ktoré aplikácie poskytujú rôznym aplikáciám a ako sú kompatibilné s inými sieťovými aplikáciami a operačnými systémami.

Kanály na prenos dát cez počítačové siete. Aby mohli počítače medzi sebou komunikovať v sieti, musia byť navzájom prepojené pomocou nejakého fyzického prenosového média.

Hlavné typy prenosových médií používané v počítačových sieťach sú:

Analógové verejné telefónne kanály;
- digitálne kanály;
- úzkopásmové a širokopásmové káblové kanály;
- rádiové kanály a satelitné komunikačné kanály;
- komunikačné kanály z optických vlákien.

Analógové komunikačné kanály boli prvé, ktoré slúžili na prenos dát v počítačových sieťach a umožňovali využívať vtedy už rozvinuté verejné telefónne siete.

Prenos dát cez analógové kanály možno vykonávať dvoma spôsobmi.

O prvý spôsob telefónne kanály (jeden alebo dva páry drôtov) prostredníctvom telefónnych ústrední fyzicky spájajú dve zariadenia, ktoré implementujú komunikačné funkcie s počítačmi, ktoré sú k nim pripojené. Takéto spojenia sú tzv vyhradené linky alebo priame spojenia.

Druhý spôsob– ide o nadviazanie spojenia vytočením telefónneho čísla (pomocou prepínané linky).

Kvalita prenosu dát cez vyhradené kanály je zvyčajne vyššia a spojenie sa vytvorí rýchlejšie. Okrem toho každý vyhradený kanál vyžaduje svoje vlastné komunikačné zariadenie (hoci existujú aj viackanálové komunikačné zariadenia) a pri dial-up komunikácii možno použiť jedno komunikačné zariadenie na komunikáciu s inými uzlami.

Digitálne komunikačné kanály. Súbežne s používaním analógových telefónnych sietí na interakciu medzi počítačmi sa začali metódy prenosu údajov v diskrétnej (digitálnej) forme cez nezaťažené telefónne kanály (t. j. telefónne kanály, do ktorých nie je dodávané elektrické napätie používané v telefónnej sieti). rozvíjať - digitálnych kanálov.

Je potrebné poznamenať, že spolu s diskrétnymi údajmi možno digitálnym kanálom prenášať aj analógové informácie (hlas, video, fax atď.) konvertované do digitálnej formy.

Najvyššie rýchlosti na krátke vzdialenosti možno dosiahnuť použitím špeciálne skrúteného páru drôtov (aby sa predišlo interakcii medzi susednými drôtmi), tzv. krútená dvojlinka(TR – Twisted Pair).

Káblové kanály alebo koaxiálne páry Sú to dva valcové vodiče na rovnakej osi, oddelené dielektrickým povlakom. Jeden typ koaxiálneho kábla (s odporom 50 ohmov), používaný predovšetkým na prenos úzkopásmových digitálnych signálov, iný typ kábla (s odporom 75 Ohmov) - na prenos širokopásmových analógových a digitálnych signálov. Úzkopásmové a širokopásmové káble, ktoré priamo spájajú komunikačné zariadenia medzi sebou, vám umožňujú vymieňať si dáta vysokou rýchlosťou (až niekoľko megabitov/s) v analógovom alebo digitálnom formáte.
formulár.

Rádiové kanály a satelitné komunikačné kanály. Využitie rádiových vĺn rôznych frekvencií v počítačových sieťach ako prenosového média je cenovo výhodné či už na komunikáciu na veľké a ultra veľké vzdialenosti (pomocou satelitov), ​​alebo na komunikáciu s ťažko dostupnými, mobilnými alebo dočasne používanými objektmi.

Frekvencie, na ktorých fungujú rádiové siete v zahraničí, zvyčajne využívajú rozsah 2-40 GHz (najmä rozsah 4-6 GHz). Uzly v rádiovej sieti môžu byť umiestnené (v závislosti od použitého zariadenia) vo vzdialenosti až 100 km od seba.

Satelity zvyčajne obsahujú viacero zosilňovačov (alebo transpondérov), z ktorých každý prijíma signály v danom frekvenčnom rozsahu (zvyčajne 6 alebo 14 GHz) a regeneruje ich v inom frekvenčnom rozsahu (napríklad 4 alebo 12 GHz). Na prenos dát sa zvyčajne používajú geostacionárne družice umiestnené na rovníkovej dráhe vo výške 36 000 km. Táto vzdialenosť dáva značné oneskorenie signálu (v priemere 270 ms), na kompenzáciu ktorého sa používajú špeciálne metódy.

Okrem výmeny dát v rádiovom dosahu sa v poslednom čase využíva aj na komunikáciu na krátke vzdialenosti (zvyčajne v rámci miestnosti). Infra červená radiácia.

IN komunikačné kanály z optických vlákien Využíva sa fenomén totálneho vnútorného odrazu svetla známy z fyziky, ktorý umožňuje prenášať svetelné toky vo vnútri optického kábla na veľké vzdialenosti prakticky bez strát. Svetelné diódy (LED) alebo laserové diódy sa používajú ako zdroje svetla v kábli z optických vlákien a fotobunky sa používajú ako prijímače.

Komunikačné kanály z optických vlákien, napriek ich vyššej cene v porovnaní s inými typmi komunikácie, sú čoraz rozšírenejšie, a to nielen pre komunikáciu na krátke vzdialenosti, ale aj na vnútromestských a medzimestských úsekoch.

V počítačových sieťach možno na prenos údajov medzi sieťovými uzlami použiť tri technológie: prepínanie okruhov, prepínanie správ a prepínanie paketov.

Prepínanie okruhov, poskytovaná verejnou telefónnou sieťou, umožňuje pomocou prepínačov nadviazať priame spojenie medzi uzlami siete.

O prepínanie správ zariadenia nazývané prepínače a vyrobené na báze univerzálnych alebo špecializovaných počítačov vám umožňujú zhromažďovať (buffer) správy a odosielať ich v súlade s danou prioritou systému a princípmi smerovania do iných sieťových uzlov. Používanie prepínania správ môže predĺžiť čas doručenia správ v porovnaní s prepínaním okruhov, ale vyhladzuje sieťové špičky a zlepšuje životnosť siete.

O prepínanie paketov užívateľské dáta sú rozdelené na menšie časti - pakety, pričom každý paket obsahuje servisné polia a dátové pole. Existujú dva hlavné spôsoby prenosu dát počas prepínania paketov: virtuálny kanál, keď je spojenie vytvorené a udržiavané medzi uzlami, akoby cez vyhradený kanál (hoci v skutočnosti je fyzický kanál prenosu dát rozdelený medzi viacerých používateľov) a režim datagramu, keď sa každý paket zo sady paketov obsahujúcich užívateľské dáta prenáša medzi uzlami nezávisle na sebe. Prvý spôsob pripojenia je tiež tzv kontaktný režim(režim pripojenia), druhý – bezkontaktne(režim bez pripojenia).

1.1.2. Klasifikácia počítačových sietí

Kombinácia vyššie uvedených komponentov do siete sa môže uskutočniť rôznymi spôsobmi a prostriedkami. Na základe zloženia ich komponentov, spôsobu ich zapojenia, rozsahu použitia a iných charakteristík možno siete rozdeliť do tried tak, aby príslušnosť popisovanej siete ku konkrétnej triede mohla dostatočne plne charakterizovať vlastnosti a kvalitatívne parametre. siete.

Tento druh klasifikácie sietí je však dosť svojvoľný. Najrozšírenejšie rozdelenie je dnes počítačové siete na základe územnej polohy.

Na základe tejto funkcie sú siete rozdelené do troch hlavných tried:

LAN – lokálne siete;
MAN – Metropolitan Area Networks.
WAN – globálne siete (Wide Area Networks);

Lokálna sieť (LAN) je komunikačný systém, ktorý podporuje jeden alebo viac vysokorýchlostných prenosových kanálov v rámci budovy alebo inej obmedzenej oblasti digitálne informácie, poskytovaný pripojeným zariadeniam na krátkodobé výhradné použitie. Oblasti pokryté liekom sa môžu výrazne líšiť.

Dĺžka komunikačných liniek pre niektoré siete nemôže byť väčšia ako 1000 m, zatiaľ čo iné siete sú schopné obslúžiť celé mesto. Obsluhovanými oblasťami môžu byť továrne, lode, lietadlá, ako aj inštitúcie, univerzity a vysoké školy. Spravidla sa ako prenosové médium používajú koaxiálne káble, aj keď siete s krútenými pármi a optickými vláknami sú čoraz rozšírenejšie av poslednej dobe sa rýchlo rozvíjajú aj bezdrôtové technológie. lokálnych sietí, ktoré využívajú jeden z troch typov žiarenia: širokopásmové rádiové signály, mikrovlnné žiarenie s nízkym výkonom (mikrovlnné žiarenie) a infračervené lúče.

Krátke vzdialenosti medzi uzlami siete, použité prenosové médium a s tým spojená nízka pravdepodobnosť chýb v prenášaných dátach umožňujú udržiavať vysoké výmenné kurzy - od 1 Mbit/s do 100 Mbit/s (v súčasnosti už existujú priemyselné návrhy tzv. LAN s rýchlosťami rádovo 1 Gbit/s).

Mestské siete, spravidla pokrývajú skupinu budov a sú realizované na optických alebo širokopásmových kábloch. Podľa ich charakteristík sú medzičlánkom medzi lokálnymi a globálnymi sieťami. Nedávno v súvislosti s kladením vysokorýchlostných a spoľahlivých káblov z optických vlákien v mestských a medzimestských oblastiach a nových perspektívnych sieťové protokoly, napríklad ATM (Asynchronous Transfer Mode), ktorý bude v budúcnosti možné použiť v lokálnych aj globálnych sieťach.

Globálne siete, na rozdiel od miestnych spravidla pokrývajú oveľa väčšie územia a dokonca väčšinu regiónov sveta (príkladom je internet). V súčasnosti sa ako prenosové médiá v globálnych sieťach používajú analógové alebo digitálne drôtové kanály, ako aj satelitné komunikačné kanály (zvyčajne na komunikáciu medzi kontinentmi). Obmedzenia prenosovej rýchlosti (do 28,8 Kbit/s na analógových kanáloch a do 64 Kbit/s na užívateľských sekciách digitálnych kanálov) a relatívne nízka spoľahlivosť analógových kanálov vyžadujúca použitie nástrojov na detekciu a opravu chýb na nižších úrovniach protokolov výrazne znižuje rýchlosť výmeny dát v globálnych sieťach v porovnaní s lokálnymi.

Existujú aj ďalšie klasifikačné znaky počítačových sietí.

Podľa oblasti pôsobenia siete sa delia na:

bankové siete,
- siete vedeckých inštitúcií,
- univerzitné siete;

Podľa formy fungovania možno rozlíšiť:

Obchodné siete;
- bezplatné siete,
- firemné siete
- verejné siete;

Podľa povahy implementovaných funkcií siete sa delia na:

Výpočtové systémy určené na riešenie problémov riadenia na základe výpočtové spracovanie základné informácie;
- informačné, určené na získanie referenčných údajov na žiadosť používateľov; zmiešané, v ktorých sú implementované výpočtové a informačné funkcie.

Kontrolnou metódou počítačové siete sa delia na:

Siete s decentralizovaným riadením;
- centralizované riadenie;
- zmiešané ovládanie.

V prvom prípade každý počítač zahrnutý v sieti obsahuje kompletnú sadu softvér koordinovať prebiehajúce sieťové operácie. Siete tohto typu sú zložité a pomerne drahé, keďže operačné systémy jednotlivých počítačov sú vyvíjané so zameraním na kolektívny prístup k spoločnému pamäťovému poľu siete.

V zmiešaných sieťach sa úlohy, ktoré majú najvyššiu prioritu a sú spravidla spojené so spracovaním veľkého množstva informácií, riešia pod centralizovanou kontrolou.

Podľa softvérovej kompatibility existujú siete:

homogénne;
- homogénne (pozostávajúce zo softvérovo kompatibilných počítačov)
- heterogénne alebo heterogénne (ak sú počítače zahrnuté v sieti softvérovo nekompatibilné).

1.1.3. Lokálne siete

Existujú dva prístupy k budovaniu lokálnych sietí, a teda dva typy: siete klient/server a siete peer-to-peer.

Siete typu klient/server používajú vyhradený počítač (server), ktorý je hostiteľom zdieľaných súborov a poskytuje tlačové služby mnohým používateľom (obrázok 1).

Ryža. 1. Siete klient/server

Server– počítač pripojený k sieti a poskytujúci svojim používateľom určité služby.

Servery môžu vykonávať ukladanie údajov, správu databáz, vzdialené spracovanie úloh, tlač úloh a množstvo ďalších funkcií, ktoré môžu používatelia siete potrebovať. Server je zdrojom sieťových zdrojov. V sieti môže byť pomerne veľa serverov a každý z nich môže obsluhovať vlastnú skupinu používateľov alebo spravovať určité databázy.

Pracovná stanica– osobný počítač pripojený k sieti, prostredníctvom ktorej používateľ získava prístup k svojim zdrojom. Sieťová pracovná stanica pracuje v sieťovom aj lokálnom režime. Je vybavený vlastným operačným systémom (MSDOS, Windows atď.) a poskytuje užívateľovi všetky potrebné nástroje na riešenie aplikovaných problémov. Pracovné stanice pripojené k serveru sa nazývajú klienti. Ako klienti možno použiť výkonné počítače na spracovanie tabuliek náročné na zdroje, ako aj počítače s nízkou spotrebou energie na jednoduché spracovanie textu. Naproti tomu výkonné počítače sú zvyčajne inštalované ako servery. Vzhľadom na potrebu zabezpečiť súbežné spracovanie požiadaviek od veľkého počtu klientov a dobrú ochranu sieťových dát pred neoprávneným prístupom, musí server fungovať pod kontrolou špecializovaného operačný systém.

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

Peer-to-peer siete. Siete typu peer-to-peer nepoužívajú vyhradené servery (obrázok 2).

Ryža. 2. Umiestnenie počítačov v sieťach typu peer-to-peer

Súčasne so službou používateľovi môže počítač v sieti typu peer-to-peer prevziať funkcie servera, vykonávať tlačové úlohy a odpovedať na požiadavky na súbory z iných pracovných staníc v sieti. Samozrejme, ak počítač nezdieľa svoj diskový priestor alebo tlačiareň, potom je iba klientom vo vzťahu k iným pracovným staniciam, ktoré vykonávajú funkcie servera. Windows 95 má vstavané funkcie na budovanie siete typu peer-to-peer. Ak sa potrebujete pripojiť k iným sieťam typu peer-to-peer, Windows 95 podporuje nasledujúce siete:

Net Ware Lite
- Artisoft LANtastic.

1.1.4. Topológia siete

Pod topológie sa chápe ako popis vlastností siete, ktorá je vlastná všetkým jej homomorfným transformáciám, t.j. takéto zmeny vzhľad siete, vzdialenosti medzi jej prvkami, ich vzájomné polohy, pri ktorých sa vzťah medzi týmito prvkami nemení.

Topológia počítačovej siete je do značnej miery určená spôsobom, akým sú počítače navzájom prepojené. Topológia do značnej miery určuje mnohé dôležité vlastnosti siete, ako je spoľahlivosť (prežitie), výkon atď. Existujú rôzne prístupy ku klasifikácii topológií siete. Podľa jedného z nich sú konfigurácie lokálnej siete rozdelené do dvoch hlavných tried: vysielať A sekvenčné.

IN vysielacie konfigurácie Každý počítač PC (vysielač a prijímač fyzického signálu) prenáša signály, ktoré môžu vnímať iné počítače. Takéto konfigurácie zahŕňajú topológie „spoločná zbernica“, „strom“, „hviezda s pasívnym stredom“. Sieť hviezdicového typu si možno predstaviť ako typ „stromu“, ktorý má koreň s vetvou ku každému pripojenému zariadeniu.

IN sekvenčné konfigurácie Každá fyzická podvrstva prenáša informácie iba do jedného počítača. Príklady sekvenčných konfigurácií sú: náhodné (náhodné pripojenie počítačov), hierarchické, kruhové, reťazové, inteligentné hviezdy, snehové vločky a
iné.

Najoptimálnejšie z hľadiska spoľahlivosti (schopnosť siete fungovať v prípade výpadku jednotlivých uzlov alebo komunikačných kanálov) je mesh sieť, t.j. sieť, v ktorej je každý sieťový uzol spojený so všetkými ostatnými uzlami, avšak s veľkým počtom uzlov takáto sieť vyžaduje veľký počet komunikačných kanálov a je ťažké ju implementovať kvôli technickým ťažkostiam a vysokým nákladom. Preto sú takmer všetky siete neúplne pripojený.

Hoci pre daný počet uzlov v čiastočnej sieti môže existovať veľké množstvo možností pripojenia uzlov siete, v praxi sa zvyčajne používajú tri najpoužívanejšie (základné) topológie LAN:

1. spoločný autobus;
2. prsteň;
3. hviezda.

Topológia zbernice (obr. 3), keď sú všetky uzly siete pripojené k jednému otvorenému kanálu, zvyčajne nazývanému zbernica.

Obrázok 3. Topológia zbernice

V tomto prípade jeden zo strojov slúži ako systémové servisné zariadenie, ktoré poskytuje centralizovaný prístup k zdieľaným súborom a databázam, tlačovým zariadeniam a iným výpočtovým zdrojom.

siete tohto typu si získali veľkú obľubu pre svoju nízku cenu, vysokú flexibilitu a rýchlosť prenosu dát a jednoduchosť rozširovania siete (pripojenie nových účastníkov do siete neovplyvňuje jej základné vlastnosti). Nevýhody topológie zbernice zahŕňajú potrebu používania pomerne zložitých protokolov a zraniteľnosť voči fyzickému poškodeniu kábla.

Prstencová topológia(Obr. 4), keď sú všetky uzly siete pripojené k jednému uzavretému kruhovému kanálu.

Obr. 4. Kruhová topológia

Táto sieťová štruktúra sa vyznačuje tým, že informácie po kruhu je možné prenášať len jedným smerom a na ich príjme a prenose sa môžu podieľať všetky pripojené PC. V tomto prípade musí prijímajúci účastník označiť prijaté informácie špeciálnou značkou, inak sa môžu objaviť „stratené“ údaje, ktoré rušia normálna operácia siete.

Ako konfigurácia typu daisy-chain je krúžok obzvlášť náchylný na zlyhanie: zlyhanie ktoréhokoľvek káblového segmentu má za následok stratu služieb pre všetkých používateľov. LAN vývojári vynaložili veľa úsilia na riešenie tohto problému. Ochrana proti poškodeniu alebo poruche je zabezpečená buď uzavretím krúžku na spätnú (nadbytočnú) dráhu, alebo prepnutím na náhradný krúžok. V oboch prípadoch je zachovaná všeobecná kruhová topológia.

Topológia hviezdy(obr. 5), kedy sú všetky uzly siete pripojené k jednému centrálnemu uzlu, tzv hostiteľ alebo stredisko.

Obr. 5. Topológia hviezdy

Konfiguráciu si možno predstaviť ako ďalší vývoj koreňovej stromovej štruktúry s vetvou ku každému pripojenému zariadeniu. V strede siete je zvyčajne spínacie zariadenie, ktoré zabezpečuje životaschopnosť systému. LAN tejto konfigurácie sa najčastejšie používajú v automatizovaných inštitucionálnych kontrolných systémoch, ktoré využívajú centrálnu databázu. Hviezdne siete LAN sú vo všeobecnosti menej spoľahlivé ako zbernicové alebo hierarchické siete, ale tento problém možno vyriešiť duplikovaním zariadenia v centrálnom uzle. Medzi nevýhody možno zaradiť aj značnú spotrebu káblov (niekedy niekoľkonásobne vyššiu ako spotreba v LAN so spoločnou zbernicou alebo hierarchických s podobnými schopnosťami).

Siete môžu mať aj zmiešanú topológiu ( Hybrid), keď jednotlivé časti siete majú rôzne topológie. Príkladom je lokálna sieť FDDI, v ktorej hlavné ( Hlavná) uzly sú pripojené k kruhovému kanálu a ostatné uzly sú k nim pripojené prostredníctvom hierarchickej topológie.

1.1.5. Úrovne interakcie medzi počítačmi v sieťach

V počítačovej sieti existuje 7 úrovní interakcie medzi počítačmi:

Fyzické;
- logický;
- sieť;
- doprava;
- úroveň komunikačných relácií;
- reprezentatívny;
- aplikačná úroveň.

Fyzická vrstva(Fyzická vrstva) definuje elektrické, mechanické, procedurálne a funkčné špecifikácie a poskytuje spojovacej vrstve vytvorenie, údržbu a ukončenie fyzických spojení medzi dvoma počítačovými systémami priamo spojenými cez prenosové médium, ako je analógový telefónny obvod, rádiový obvod alebo obvod z optických vlákien.

Data Link Layer(Data Link Layer) riadi prenos dát cez komunikačný kanál. Hlavnými funkciami tejto vrstvy je rozdeliť prenášané dáta na časti nazývané rámce, extrahovať dáta z prúdu bitov prenášaných vo fyzickej vrstve na spracovanie na sieťovej vrstve, zisťovať chyby prenosu a obnovovať nesprávne prenesené dáta.

Sieťová vrstva(Network Layer) zabezpečuje komunikáciu medzi dvoma počítačovými systémami v sieti, ktoré si navzájom vymieňajú informácie. Ďalšou funkciou sieťovej vrstvy je smerovanie dát (na tejto vrstve nazývané pakety) v rámci sietí a medzi nimi (internetový protokol).

Transportná vrstva(Transport Layer) zabezpečuje spoľahlivý prenos (prepravu) dát medzi počítačovými systémami v sieti pre vyššie vrstvy. Na tento účel sa používajú mechanizmy na zriadenie, udržiavanie a ukončenie virtuálnych kanálov (analogicky k vyhradeným telefónnym kanálom), detekciu a opravu chýb prenosu a kontrolu toku dát (aby sa zabránilo pretečeniu alebo strate dát).

Vrstva relácie(Session Layer) zabezpečuje vytvorenie, udržiavanie a ukončenie komunikačnej relácie pre prezentačnú vrstvu, ako aj obnovenie abnormálne prerušenej relácie.

Vrstva prezentácie údajov Prezentačná vrstva poskytuje transformáciu údajov z prezentácie použitej v aplikačnom programe na jednom počítačovom systéme na prezentáciu použitú v inom počítačovom systéme. Medzi funkcie prezentačnej vrstvy patrí aj konverzia dátových kódov, ich šifrovanie/dešifrovanie, ako aj kompresia prenášaných dát.

Aplikačná vrstva(Application Level) sa líši od ostatných vrstiev modelu OSI tým, že poskytuje služby pre aplikačné úlohy. Táto vrstva určuje dostupnosť aplikačných úloh a komunikačných zdrojov, synchronizuje interagujúce aplikačné úlohy a vytvára dohody o procedúrach obnovy chýb a správe integrity údajov. Dôležitými funkciami aplikačnej vrstvy sú správa siete, ako aj vykonávanie najbežnejších úloh systémovej aplikácie: Email, zdieľanie súborov a iné.

Každá úroveň, aby vyriešila svoju podúlohu, musí zabezpečiť vykonávanie funkcií definovaných modelom túto úroveň, akcie (služby) pre vyššiu úroveň a interagujú s podobnou úrovňou v inom počítačovom systéme.

Každá úroveň interakcie teda zodpovedá súboru protokolov (t.j. pravidlám interakcie).

Pod protokol sa vzťahuje na určitý súbor pravidiel upravujúcich formát a postupy výmeny informácií.

Konkrétne určuje, ako sa vytvárajú spojenia, prekonáva šum linky a zabezpečuje bezchybný prenos dát medzi modemami.

Štandard zase zahŕňa všeobecne uznávaný protokol alebo súbor protokolov. Fungovanie sieťových zariadení nie je možné bez vzájomne prepojených štandardov. Harmonizácia noriem sa dosahuje tak konzistentnými technickými riešeniami, ako aj zoskupovaním noriem. Každá špecifická sieť má svoju vlastnú základnú sadu protokolov.

BIELORUSKÁ NÁRODNÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA

MEDZINÁRODNÝ INŠTITÚT DIŠTANČNÉHO VZDELÁVANIA

TEST

V AKADEMICKEJ DISCIPLÍNE: Počítačové siete

Typy počítačových sietí

Počítačové siete možno klasifikovať podľa rôznych kritérií.

ja. Podľa zásad riadenia:

1. Peer-to-peer – bez dedikovaného servera. V ktorých sa riadiace funkcie striedavo prenášajú z jednej pracovnej stanice na druhú;

2. Multi-peer je sieť, ktorá zahŕňa jeden alebo viac dedikovaných serverov. Zvyšné počítače takejto siete (pracovné stanice) fungujú ako klienti.

II. Podľa spôsobu pripojenia:

1. "Priame pripojenie"- dva osobné počítače sú prepojené kusom kábla. To umožňuje jednému počítaču (hlavnému) pristupovať k zdrojom druhého (podriadeného);

2. "Spoločný autobus" - pripojenie počítačov k jednému káblu;

3. "Hviezda" - pripojenie cez centrálny uzol;

4. "Prsteň" - sériové pripojenie PC v dvoch smeroch.

III. Podľa pokrytia územia:

1. Lokálna sieť(sieť, v ktorej sú počítače umiestnené vo vzdialenosti do jedného kilometra a sú zvyčajne prepojené pomocou vysokorýchlostných komunikačných liniek.) - 0,1 - 1,0 km; Uzly LAN sa nachádzajú v tej istej miestnosti, poschodí alebo budove.

2. Firemná sieť(v rámci jednej organizácie, podniku, závodu). Počet uzlov vo FAC môže dosiahnuť niekoľko stoviek. V rovnakej dobe, podniková sieť zvyčajne zahŕňa nielen osobné počítače, ale aj výkonné počítače, ako aj rôzne technologické vybavenie(roboty, montážne linky atď.).

Podniková sieť uľahčuje riadenie podniku a riadenie technologického procesu, ako aj vytvorenie jasnej kontroly nad informačnými a výrobnými zdrojmi.

3. Globálna sieť(sieť, ktorej prvky sú umiestnené v značnej vzdialenosti od seba) - do 1 000 km.

Ako komunikačné vedenia v globálnych sieťach sa používajú špeciálne položené (napríklad transatlantický kábel z optických vlákien), ako aj existujúce komunikačné vedenia (napríklad telefónne siete). Počet uzlov vo WAN môže dosiahnuť desiatky miliónov. Globálna sieť zahŕňa samostatné lokálne a podnikové siete.

4. World Wide Web- zjednotenie globálnych sietí (internet).

TOPOLÓGIA POČÍTAČOVEJ SIETE

Topológia siete je geometrický tvar a fyzické usporiadanie počítačov vo vzťahu k sebe navzájom. Topológia siete umožňuje porovnávať a klasifikovať rôzne siete. Existujú tri hlavné typy topológie:

1) hviezda;

2) prsteň;

TOPOLÓGIA AUTOBUSOV

Táto topológia používa jeden prenosový kanál založený na koaxiálnom kábli, nazývaný "zbernica". Všetky počítače v sieti sú pripojené priamo na zbernicu. Na koncoch zbernicového kábla sú nainštalované špeciálne zástrčky - „terminátory“. Sú potrebné na zhasnutie signálu po prechode autobusom. Nevýhody topológie "Bus" zahŕňajú nasledujúce:

Dáta prenášané cez kábel sú dostupné všetkým pripojeným počítačom;

Ak je „zbernica“ poškodená, celá sieť prestane fungovať.

TOPOLÓGIA PRSTEŇA

Kruhová topológia sa vyznačuje absenciou koncových bodov pripojenia; sieť je uzavretá a tvorí neprerušený kruh, cez ktorý sa prenášajú dáta. Táto topológia zahŕňa nasledujúci mechanizmus prenosu: údaje sa prenášajú postupne z jedného počítača do druhého, kým sa nedostanú do počítača príjemcu. Nevýhody „kruhovej“ topológie sú rovnaké ako nevýhody „zbernicovej“ topológie:

Verejná dostupnosť údajov;

Nestabilita voči poškodeniu káblového systému.

TOPOLÓGIA HVIEZDY

V sieti s hviezdicovou topológiou sú všetky počítače pripojené k špeciálnemu zariadeniu nazývanému sieťový rozbočovač alebo rozbočovač, ktoré vykonáva funkcie distribúcie dát. Neexistujú žiadne priame spojenia medzi dvoma počítačmi v sieti. Vďaka tomu je možné vyriešiť problém s dostupnosťou verejných dát a tiež zvýšiť odolnosť voči poškodeniu káblového systému. Funkčnosť siete však závisí od stavu sieťového rozbočovača.

Metódy nosného prístupu v počítačových sieťach

IN rôzne siete Existujú rôzne postupy na výmenu údajov medzi pracovnými stanicami.

Medzinárodný inštitút elektrických a elektronických inžinierov (IEEE) vyvinul normy (IEEE802.3, IEEE802.4 a IEEE802.5), ktoré popisujú metódy prístupu k sieťovým dátovým kanálom.

Najrozšírenejšie sú špecifické implementácie prístupových metód: Ethernet, ArcNet a Token Ring. Tieto implementácie sú založené na štandardoch IEEE802.3, IEEE802.4 a IEEE802.5.

Metóda prístupu Ethernet

Táto metóda prístupu, vyvinutá spoločnosťou Xerox v roku 1975, je najpopulárnejšia. Poskytuje vysokú rýchlosť prenosu dát a spoľahlivosť.

Pre túto metódu prístup používa topológiu „spoločnej zbernice“. Preto je správa odoslaná jednou pracovnou stanicou prijatá súčasne všetkými ostatnými stanicami pripojenými na spoločnú zbernicu. Ale správa je určená len pre jednu stanicu (obsahuje adresu cieľovej stanice a adresu odosielateľa). Stanica, ktorej je správa určená, ju prijme, ostatné ju ignorujú.

Metóda ethernetového prístupu je metóda viacnásobného prístupu, ktorá počúva operátora a rieši konflikty nazývané kolízie (CSMA/CD -Carter Sense Multiple Access with Collision Detection).

Pred začatím prenosu pracovná stanica určí, či je kanál voľný alebo obsadený. Ak je kanál voľný, stanica začne vysielať.

Ethernet nevylučuje možnosť súčasného prenosu správ dvomi alebo viacerými stanicami. Zariadenie takéto konflikty automaticky rozpozná. Po zistení konfliktu stanice na nejaký čas oneskoria prenos. Tento čas je krátky a pre každú stanicu iný. Po oneskorení sa prenos obnoví.

V skutočnosti vedú konflikty k zníženiu rýchlosti siete iba vtedy, ak je v prevádzke niekoľko desiatok alebo stoviek staníc.

Metóda prístupu ArcNet

Táto metóda bola vyvinutá spoločnosťou Datapoint Corp. Aj to sa rozšírilo, najmä vďaka tomu, že zariadenia ArcNet sú lacnejšie ako zariadenia Ethernet alebo Token-Ring.

ArcNet sa používa v lokálnych sieťach s hviezdicovou topológiou. Jeden z počítačov vytvorí špeciálny token (špeciálny typ správy), ktorý sa postupne prenáša z jedného počítača do druhého.

Ak chce stanica poslať správu inej stanici, musí počkať na token a pripojiť k nemu správu spolu so zdrojovou a cieľovou adresou. Keď paket dosiahne cieľovú stanicu, správa sa „odpojí“ od tokenu a odošle sa do stanice.

Metóda prístupu Token-Ring

Prístupová metóda Token-Ring bola vyvinutá spoločnosťou IBM a je navrhnutá pre topológiu kruhovej siete.

Táto metóda je podobná ArcNet, pretože tiež používa token prenášaný z jednej stanice na druhú. Na rozdiel od ArcNet vám prístupová metóda Token-Ring umožňuje priradiť rôzne priority rôznym pracovným staniciam.

Prenosové médiá, ich vlastnosti

Koaxiálny kábel

Koaxiálny kábel bol prvým typom kábla používaného na pripojenie počítačov k sieti. Tento typ kábla pozostáva z centrálneho medeného vodiča pokrytého plastovým izolačným materiálom, ktorý je zase obklopený medenou sieťkou a/alebo hliníkovou fóliou. Tento vonkajší vodič poskytuje uzemnenie a chráni stredový vodič pred vonkajším elektromagnetickým rušením. Pri kladení sietí sa používajú dva typy káblov - „Hrubý koaxiálny kábel“ (Thicknet) a „Tenký koaxiálny kábel“ (Thinnet). Siete založené na koaxiálnom kábli poskytujú prenosovú rýchlosť až 10 Mbit/s. Maximálna dĺžka segment sa pohybuje od 185 do 500 m v závislosti od typu kábla.

"Krútený pár"

Krútená dvojlinka je dnes jedným z najbežnejších typov káblov. Skladá sa z niekoľkých párov medených drôtov pokrytých plastovým plášťom. Drôty, ktoré tvoria každý pár, sú skrútené okolo seba, čo poskytuje ochranu pred vzájomným rušením. Káble tohto typu sú rozdelené do dvoch tried - „tienená krútená dvojlinka“ a „netienená krútená dvojlinka“. Rozdiel medzi týmito triedami je v tom, že tienený krútený párový kábel je viac chránený pred vonkajším elektromagnetickým rušením v dôsledku prítomnosti dodatočného tienenia z medenej siete a/alebo hliníkovej fólie obklopujúcej vodiče kábla. Siete s krútenými pármi poskytujú v závislosti od kategórie káblov prenosové rýchlosti od 10 Mbit/s – 1 Gbit/s. Dĺžka segmentu kábla nemôže presiahnuť 100 m (až 100 Mbps) alebo 30 m (1 Gbps).

Optický kábel

Káble z optických vlákien sú najpokročilejšou káblovou technológiou, ktorá poskytuje vysokorýchlostný prenos dát na veľké vzdialenosti, je odolná voči rušeniu a odpočúvaniu. Kábel z optických vlákien pozostáva z centrálneho skleneného alebo plastového vodiča obklopeného vrstvou skleneného alebo plastového povlaku a vonkajšieho ochranného plášťa. Prenos dát sa uskutočňuje pomocou laserového alebo LED vysielača, ktorý vysiela jednosmerné svetelné impulzy cez centrálny vodič. Signál na druhom konci je prijímaný fotodiódovým prijímačom, ktorý premieňa svetelné impulzy na elektrické signály, ktoré môže spracovať počítač. Prenosové rýchlosti pre optické siete sa pohybujú od 100 Mbit/s do 2 Gbit/s. Limit dĺžky segmentu je 2 km.

Počítačová sieť je spojenie medzi dvoma alebo viacerými počítačmi. Vo všeobecnosti na vytvorenie počítačovej siete potrebujete špeciálny hardvér (sieťové vybavenie) a softvér(sieťový softvér). Najjednoduchšie spojenie medzi dvoma počítačmi na výmenu údajov sa nazýva priame spojenie. V tomto prípade nie je potrebný žiadny ďalší hardvér ani softvér. Úlohu hardvérového pripojenia plní štandardný paralelný port a všetok softvér je už v operačnom systéme. Výhodou priameho pripojenia je jeho jednoduchosť, nevýhodou je pomalá rychlosť prenos dát.

Siete sú rozdelené na lokálne a globálne. Účel všetkých typov sietí má jeden účel - poskytnúť zdieľaný prístup zdieľané zdroje: hardvér, softvér a informácie (dátové zdroje).

Podľa charakteru implementovaných funkcií sa siete delia na:

Na výpočtovej technike, navrhnutý na riešenie problémov riadenia založených na výpočtovom spracovaní počiatočných informácií;

Informačné, určené na získanie referenčných údajov na žiadosť používateľov;

Zmiešané, v ktorých sú implementované výpočtové a informačné funkcie.

Na základe spôsobu riadenia sa siete delia na siete:

S decentralizovaným riadením – každý počítač, ktorý je súčasťou siete, obsahuje kompletnú sadu softvérových nástrojov na koordináciu sieťových operácií;

S centralizovaným riadením - koordinácia prevádzky počítača sa vykonáva pod kontrolou jedného OS;

Pri zmiešanom riadení - pod centralizovanou kontrolou sa riešia úlohy, ktoré majú najvyššiu prioritu a sú spravidla spojené so spracovaním veľkého množstva informácií.

Úrovne komunikačného modelu:

1. Aplikačná vrstva– používateľ vytvorí dokument pomocou aplikácií.

2. Prezentačná vrstva– Operačný systém počítača zaznamenáva, kde sa údaje nachádzajú, a poskytuje interakciu s ďalšou úrovňou.

3. Vrstva relácie– počítač interaguje so sieťou: skontroluje právo používateľa na prístup k sieti a odošle dokument do protokolov transportnej vrstvy.

4. Transportná vrstva– dokument sa skonvertuje do formy, v ktorej sa majú údaje prenášať v používanej sieti.

5. Sieťová vrstva určuje trasu pohybu dát v sieti.

6. Úroveň pripojenia je potrebný na moduláciu signálov v súlade s údajmi prijatými zo sieťovej vrstvy. V počítači tieto funkcie vykonáva LAN karta alebo modem.

7. Fyzická vrstva. V tejto vrstve dochádza k skutočnému prenosu údajov. Neexistujú žiadne dokumenty, žiadne pakety, žiadne bajty - iba bity. K obnove dokumentov dochádza postupne, pri prechode z nižšej úrovne na vyššiu. Zariadenia fyzickej vrstvy ležia mimo počítača. V lokálnych sieťach ide o vybavenie samotnej siete. Pre vzdialenú komunikáciu pomocou modemov, táto linka telefonickú komunikáciu, spínacie zariadenia a pod.

Rôzne protokolové vrstvy servera a klienta spolu nekomunikujú priamo, ale komunikujú cez fyzickú vrstvu. Postupne sa presúva z špičková úroveň nadol, údaje sa priebežne transformujú. To vytvára efekt virtuálnej interakcie medzi úrovňami. Napriek virtualite sú to však stále spojenia, cez ktoré prechádzajú aj dáta. Všetky služby sú založené na virtuálnom pripojení moderný internet.

Lokálne siete (LAN). Ak sú počítače umiestnené blízko seba, používajú spoločnú sadu sieťových zariadení a sú riadené rovnakým softvérovým balíkom, potom sa takáto sieť nazýva lokálna. Vytváranie lokálnych sietí je typické pre jednotlivé oddelenia podnikov. Uvažujme o organizácii výmeny informácií modelu interakcie v sieti LAN.

Serverové siete LAN implementujú dva modely interakcie používateľa s pracovnými stanicami: model súborový server a modelovať Klientsky server. V prvom modeli server poskytuje prístup k databázovým súborom pre každú pracovnú stanicu a tam jeho práca končí. Ak sa napríklad na získanie informácií o daňovníkoch žijúcich na konkrétnej ulici v Moskve použije databáza typu súborového servera, bude sa cez sieť prenášať celá tabuľka pre územný obvod a je potrebné rozhodnúť, ktoré záznamy v nej spĺňajú a ktoré nie samotná pracovná stanica. Prevádzka modelu súborového servera teda vedie k preťaženiu siete.

Odstránenie týchto nedostatkov je dosiahnuté v modeli klient-server. V tomto prípade aplikačný systém je rozdelená na dve časti: vonkajšiu, ktorá smeruje k používateľovi a nazývanú klient, a vnútornú, obsluhujúcu a nazývanú server. Server je stroj, ktorý má zdroje a poskytuje ich, a klient je potenciálnym spotrebiteľom týchto zdrojov. Úlohu zdrojov možno hrať systém súborov(súborový server), procesor (počítačový server), databáza (databázový server), tlačiareň (tlačový server) atď. Keďže server (alebo servery) obsluhuje viacero klientov súčasne, na serverovom počítači musí fungovať multitaskingový operačný systém.

V modeli klient-server hrá server aktívnu úlohu, pretože jeho softvér núti server „najskôr myslieť a neskôr konať“. Tok informácií cez sieť sa zmenšuje, pretože server najskôr spracuje požiadavky a potom odošle to, čo klient potrebuje. Server tiež kontroluje, či je možné pristupovať k záznamom na individuálnej báze, čím poskytuje vyššiu bezpečnosť údajov.

Model klient-server vytvorený na PC ponúka nasledovné:

· sieť obsahuje značný počet serverov a klientov;

· základ výpočtového systému tvoria pracovné stanice, z ktorých každá funguje ako klient a požaduje informácie umiestnené na serveri;

· používateľ systému je oslobodený od potreby vedieť, kde sa nachádzajú informácie, ktoré požaduje, jednoducho požaduje to, čo potrebuje;

· systém je implementovaný vo forme otvorenej architektúry, ktorá kombinuje počítače rôznych tried a typov s rôznymi systémami.

Konfigurácia LAN. Konfigurácia lokálnej siete sa nazýva topológia. Najbežnejšie topológie sú:

- pneumatika- jeden zo strojov slúži ako systémové obslužné zariadenie, ktoré poskytuje centralizovaný prístup k zdieľaným súborom, databázam a iným výpočtovým zdrojom;

- prsteň- informácie pozdĺž kruhu sa môžu prenášať iba jedným smerom;

- hviezda(radiálne) - v strede siete je umiestnené spínacie zariadenie, ktoré zabezpečuje životaschopnosť systému;

- snehová vločka(multi-connected) - topológia so súborovým serverom pre rôzne pracovné skupiny a jedným centrálnym serverom pre celú sieť;

- hierarchické(strom) - vzniká pripojením viacerých zberníc do koreňového systému, kde sa nachádzajú najdôležitejšie komponenty LAN.

V praxi sú bežnejšie hybridné siete LAN, prispôsobené požiadavkám konkrétneho zákazníka a kombinujúce fragmenty rôznych topológií. Miestne siete môžu byť navzájom prepojené, aj keď sú medzi nimi veľmi veľké vzdialenosti. V tomto prípade sa používajú bežné komunikačné prostriedky: telefónne linky, rozhlasové stanice, linky z optických vlákien, satelitné pripojenie atď. Keď sú dve alebo viac sietí navzájom prepojené, vytvorí sa globálna sieť. Globálna sieť môže pokryť mesto, región, krajinu, kontinent a celý svet. V prípadoch, keď sa prelínajú siete fungujúce pomocou rôznych protokolov, je potrebné preniesť dáta z formátu akceptovaného v jednej sieti do formátu akceptovaného v inej sieti. Počítače alebo programy, ktoré vykonávajú túto funkciu, sa nazývajú brány. Ak sú pripojené siete používajúce rovnaké protokoly, potom sa zariadenia nachádzajúce sa medzi nimi nazývajú mosty.

Metódy prístupu k sieti LAN. Na základe sieťových metód sú najbežnejšie siete identifikované ako Ethernet, ArcNet, Token Ring.

Ethernet- metóda viacnásobného prístupu. Pred začatím prenosu pracovná stanica určí, či je kanál voľný alebo obsadený. Ak je voľná, stanica začne vysielať. Táto metóda využíva zbernicovú topológiu. Správa odoslaná jednou pracovnou stanicou je súčasne prijatá všetkými ostatnými stanicami pripojenými na spoločnú zbernicu. Správu ignorujú všetky stanice okrem odosielateľa a cieľa.

ArcNet - používa sa v sieti LAN s hviezdicovou topológiou. Jeden z počítačov vytvorí špeciálny token, ktorý sa postupne prenáša z jedného počítača do druhého. Ak stanica odošle správu inej stanici, musí počkať na token a pripojiť k nemu správu spolu so zdrojovou a cieľovou adresou. Keď paket dosiahne cieľovú stanicu, správa sa z tokenu odstráni a odošle sa do stanice.

Token Ring- určený pre kruhovú štruktúru a využíva aj token prenášaný z jednej stanice do druhej. Umožňuje vám však priradiť rôzne priority rôznym pracovným staniciam. Pri tejto metóde sa token pohybuje po kruhu, čím dáva počítačom umiestneným v sérii na ňom právo vysielať.

Zabezpečovanie informačnej bezpečnosti v počítačových sieťach. Pri pripájaní lokálnej siete ku globálnej hrá koncept dôležitú úlohu bezpečnosť siete. Prístup do lokálnej siete pre neoprávnené osoby zvonku musí byť obmedzený a prístup mimo lokálnej siete musí byť obmedzený pre zamestnancov podniku, ktorí nemajú príslušné práva. Na zaistenie bezpečnosti siete medzi lokálnymi a globálnej siete inštalovať firewally – počítače alebo programy, ktoré zabraňujú neoprávnenému pohybu údajov medzi sieťami.

globálne informačnej siete internet. Internet v užšom slova zmysle je kombináciou sietí. V posledných rokoch však toto slovo nadobudlo širší význam: World Wide Web. Internet možno považovať vo fyzickom zmysle za niekoľko miliónov počítačov, ktoré sú navzájom prepojené všetkými druhmi komunikačných liniek. Tento fyzický pohľad je však veľmi úzky.

Internet je akýmsi informačným priestorom, v rámci ktorého dochádza k nepretržitému obehu údajov. V tomto zmysle ho možno prirovnať k televíznemu a rozhlasovému vysielaniu, aj keď je zjavný rozdiel v tom, že žiadne informácie nie je možné ukladať do éteru, ale na internete sa presúvajú medzi počítačmi tvoriacimi sieťové uzly a sú nejaký čas uložené. na pevných diskoch. Pozrime sa na princípy fungovania internetu.

Za zrod internetu sa považuje rok 1983. V tomto roku došlo k revolučným zmenám v softvéri počítačovej komunikácie. Narodeniny v modernom zmysle slova boli dátumom štandardizácie komunikačného protokolu TCP/IP, ktorý je základom World Wide Web do dnešného dňa.

Protokol TCP je protokol transportnej vrstvy. Riadi spôsob prenosu informácií. Odoslané dáta sú podľa protokolu TCP „rozrezané“ na malé pakety, po ktorých je každý paket označený tak, aby obsahoval údaje potrebné pre správne zostavenie dokumentu na počítači príjemcu.

IP protokol je adresovateľný. On patrí úrovni siete a určuje, kde sa prenos uskutoční. Jeho podstatou je, že každý účastník World Wide Web musí mať svoju jedinečnú adresu (IP adresu). Táto adresa je vyjadrená v štyroch bajtoch. Každý počítač, cez ktorý prechádza paket TCP, môže z týchto štyroch čísel určiť, ktorý z jeho najbližších susedov potrebuje poslať paket, aby bol „bližšie“ k príjemcovi. V dôsledku konečného počtu prenosov sa paket dostane na požadovanú adresu.

Základné informačné zdroje Internet:

1. Vzdialený prístup na sieťové zdroje TELNET. Historicky jednou z prvých je služba diaľkové ovládanie Telnet počítač. Pripojením k vzdialenému počítaču pomocou protokolu tejto služby môžete ovládať jej fungovanie. Tento typ ovládania sa tiež nazýva konzola alebo terminál. Často sa používajú protokoly Telnet diaľkové ovládanie technické objekty.

2. E-mail:

- Elektronická pošta (e-mail). Poštové servery prijímajú správy od klientov a preposielajú ich v reťazci na poštové servery príjemcov, kde sa tieto správy hromadia. Keď sa vytvorí spojenie medzi príjemcom a jeho poštový server Prichádzajúce správy sa automaticky prenášajú do počítača príjemcu. Poštová služba je založená na dvoch protokoloch: SMTP a POP3. Prvý spôsob sa používa na odosielanie korešpondencie z počítača na server a druhý spôsob sa používa na prijímanie prichádzajúcich správ. Existuje široká škála programov klientskych príspevkov.

- Mail Listy. Ide o špeciálne tematické servery, ktoré zhromažďujú informácie o určitých témach a posielajú ich predplatiteľom vo forme e-mailových správ. Mailing listy vám umožňujú efektívne riešiť problémy s pravidelným doručovaním dát.

- Telekonferenčná služba (Usenet). Telekonferenčná služba je podobná vysielanému e-mailu, ktorý posiela jednu správu veľkej skupine. Tieto skupiny sa nazývajú diskusné skupiny alebo diskusné skupiny. Správy odoslané na server diskusných skupín sa z neho odosielajú na všetky servery, s ktorými je spojený, ak nemajú príslušnú správu. Na každom zo serverov je prijatá správa uložená na obmedzený čas a môže si ju prečítať ktokoľvek. Každý deň sa na celom svete vytvorí asi milión príspevkov v diskusných skupinách. Celý telekonferenčný systém je rozdelený do tematických skupín.

3. Technológia World Wide Web (WWW). Služba World Wide Web (WWW). Toto je najpopulárnejšia služba na modernom internete. Ide o jediný informačný priestor pozostávajúci zo stoviek miliónov vzájomne prepojených elektronické dokumenty uložené na webových serveroch. Jednotlivé dokumenty, ktoré tvoria web, sa nazývajú webové stránky. Skupiny tematických webových stránok sa nazývajú webové stránky. Jeden fyzický webový server môže obsahovať pomerne veľa webových stránok, z ktorých každá má zvyčajne pridelený samostatný adresár na pevnom disku servera. Programy na prezeranie webových stránok sa nazývajú prehliadače alebo prehliadače. Prehliadač zobrazí dokument na obrazovke, pričom sa riadi príkazmi, ktoré autor vložil do textu. Takéto príkazy sa nazývajú značky. Pravidlá pre písanie značiek sú obsiahnuté v špecifikácii špeciálneho značkovacieho jazyka nazývaného hypertextový značkovací jazyk – HTML. Do hypertextu je možné vkladať grafické a multimediálne dokumenty.

Najdôležitejšou vlastnosťou webových stránok sú hypertextové odkazy. Na akýkoľvek text môžete prepojiť iný webový dokument, to znamená nastaviť hypertextové prepojenie. Hypertextová komunikácia medzi stovkami miliónov dokumentov je základom existencie logického priestoru World Wide Web. Celosvetová adresa akéhokoľvek súboru je určená Uniform Resource Locator (URL). Adresa URL pozostáva z troch častí:

Určuje protokol služby, ktorá pristupuje k tomuto zdroju. Pre WWW sa používa protokol HTTP (http://...);

Označenie názvu domény servera, na ktorom je tento zdroj uložený (http://www.abcde.com);

Zadanie úplnej cesty k súboru na tomto počítači (http://www.abcde.com/Files/New/abcdefg.zip).

Vo forme adresy URL je adresa zdroja prepojená s hypertextovými odkazmi na webových stránkach. Po kliknutí na hypertextový odkaz prehliadač odošle požiadavku na nájdenie a doručenie zdroja špecifikovaného v odkaze.

4. Služba názvov domén (DNS). IP adresa je vhodná pre počítač, ale nepohodlná pre ľudí, preto existuje pohodlnejšia forma záznamu, ktorá využíva doménový systém. Napríklad: www.microsoft.com, microsoft– Doménové meno server – prijaté pri registrácii, com – koncovka, ktorá určuje vlastníctvo domény. Najbežnejšie prípony sú: com – server komerčnej organizácie; gov – server vládnej organizácie; edu – server vzdelávacej inštitúcie. Tento systém je prijatý v USA, v iných krajinách namiesto typu servera uvádzajú kód krajiny, napríklad Rusko - ru. Doménové mená je potrebné preložiť na IP adresy. Toto robia servery Domain Name Service.

4. Výmena súborov cez FTP:

- Služby prenosu súborov (FTP). Prijímanie a odosielanie súborov tvorí značné percento iných internetových služieb. Služba FTP má svoje vlastné servery, na ktorých sú uložené archívy údajov.

- Služba IRC (chatovacie miestnosti, chatové konferencie). Navrhnuté pre priamu komunikáciu medzi niekoľkými ľuďmi v reálnom čase.

- Služba ICQ. Táto služba je navrhnutá tak, aby našla sieťovú IP adresu osoby, ku ktorej je pripojený tento moment na internet. Potreba takejto služby je spôsobená skutočnosťou, že väčšina používateľov nemá trvalú IP adresu. Ak chcete používať túto službu, musíte sa zaregistrovať na jej centrálnom serveri a získať identifikačné číslo používateľa (UIN). Ak poznáte UIN príjemcu, ale nepoznáte jeho aktuálnu IP adresu, môžete mu poslať správu. Služba ICQ v tomto prípade nadobúda charakter internetového pagera.

Dnešným článkom sa otvára nová sekcia na blogu, ktorá sa bude volať „ siete" Táto časť sa bude zaoberať širokým spektrom problémov súvisiacich s počítačové siete. Prvé články v sekcii budú venované vysvetleniu niektorých základných pojmov, s ktorými sa pri práci so sieťou stretnete. A dnes si povieme, aké komponenty sú potrebné na vytvorenie siete a aké existujú typy sietí.

Počítačová sieť je súbor počítačových a sieťových zariadení prepojených komunikačnými kanálmi do jedného systému. Na vytvorenie počítačovej siete potrebujeme nasledujúce komponenty:

• počítače, ktoré majú možnosť pripojenia k sieti (napríklad sieťová karta, ktorá sa nachádza v každom modernom počítači);
• prenosové médium alebo komunikačné kanály (káblové, satelitné, telefónne, optické a rádiové kanály);
• sieťové zariadenie (napríklad prepínač alebo smerovač);
• sieťový softvér (zvyčajne súčasťou operačného systému alebo dodávaný so sieťovým zariadením).

Počítačové siete sa zvyčajne delia na dva hlavné typy: globálne a lokálne.

Lokálne siete(Miestna sieť - LAN) mať pred prístupom k poskytovateľom internetových služieb uzavretú infraštruktúru. Pojem „lokálna sieť“ môže opísať tak sieť malých kancelárií, ako aj sieť veľkej továrne s rozlohou niekoľko hektárov. Vo vzťahu k organizáciám, podnikom, firmám sa tento termín používa firemná sieť – lokálna sieť samostatnej organizácie ( právnická osoba) bez ohľadu na územie, ktoré zaberá.
Firemné siete sú uzavreté siete, prístup do nich má povolený len obmedzený počet používateľov (napríklad zamestnanci spoločnosti). Globálne siete sú zamerané na obsluhu všetkých používateľov.

Globálna sieť(Wide Area Network - WAN) pokrýva veľké geografické regióny a pozostáva z mnohých miestnych sietí. Každý pozná globálnu sieť, ktorá pozostáva z niekoľkých tisíc sietí a počítačov – to je internet.

Správca systému sa musí zaoberať lokálnymi (podnikovými) sieťami. Zavolá sa bežný používateľský počítač pripojený k lokálnej sieti pracovná stanica . Počítač, ktorý sprístupňuje svoje prostriedky na zdieľané použitie inými počítačmi v sieti, sa nazýva server ; a počítač pristupujúci k zdieľaným prostriedkom na serveri je zákazník .

Existujú rôzne typy serverov: súborové servery (na ukladanie zdieľaných súborov), databázové servery, aplikačné servery (zabezpečujúce vzdialenú obsluhu programov na klientoch), webové servery (na ukladanie webového obsahu) a iné.

Zaťaženie siete je charakterizované parametrom nazývaným traffic. Doprava je tok správ v dátovej sieti. Chápe sa ako kvantitatívne meranie počtu dátových blokov prechádzajúcich sieťou a ich dĺžky, vyjadrené v bitoch za sekundu. Napríklad rýchlosť prenosu dát v moderných lokálnych sieťach môže byť 100 Mbit/s alebo 1 Gbit/s

V súčasnosti je na svete obrovské množstvo všetkých druhov sieťových a počítačových zariadení, ktoré vám umožňujú organizovať širokú škálu počítačových sietí. Celú škálu počítačových sietí možno rozdeliť do niekoľkých typov podľa rôznych kritérií:

Podľa územia:

• lokálne – pokrývajú malé oblasti a nachádzajú sa vo vnútri jednotlivých úradov, bánk, korporácií, domov;
• regionálne – vznikajú spojením miestnych sietí v samostatných územiach;
• globálne (internet).

Podľa spôsobu pripojenia počítača:

• káblové (počítače sú pripojené cez kábel);
• bezdrôtové (počítače si vymieňajú informácie prostredníctvom rádiových vĺn, napr. WI-FI technológie alebo Bluetooth).

Podľa spôsobu ovládania:

• s centralizovaným riadením - jeden alebo viac strojov (serverov) je pridelených na riadenie procesu výmeny údajov v sieti;
• decentralizované siete – neobsahujú dedikované servery, funkcie správy siete sa postupne prenášajú z jedného počítača na druhý.

Podľa zloženia výpočtových nástrojov:

• homogénne – spájajú homogénne výpočtové prostriedky (počítače);
• heterogénne - kombinuje rôzne výpočtové nástroje (napríklad: PC, obchodné terminály, webové kamery a sieťové úložiská dát).

Podľa typu prenosového média siete sa delia na optické vlákna, s prenosom informácií cez rádiové kanály, v infračervenom rozsahu, cez satelitný kanál atď.

Môžete sa stretnúť s inými klasifikáciami počítačových sietí. zvyčajne systémový administrátor musíte sa zaoberať lokálnymi káblovými sieťami s centralizovaným alebo decentralizovaným riadením.

Tieto modely určujú interakciu počítačov v lokálnom prostredí počítačová sieť. V sieti typu peer-to-peer majú všetky počítače rovnaké práva. V tomto prípade sú všetky informácie v systéme distribuované medzi samostatné počítače. Každý používateľ môže povoliť alebo zamietnuť prístup k údajom uloženým vo svojom počítači.

Pracovná skupina je nezávislé rozhodnutie organizovanie počítačovej siete pre malý počet počítačov, ktorá má architektúru peer-to-peer a proces autentifikácie prebieha na základe lokálnej databázy uloženej na každom z počítačov v pracovnej skupine

V sieti typu peer-to-peer má používateľ pracujúci na akomkoľvek počítači prístup k prostriedkom všetkých ostatných počítačov v sieti. Napríklad, keď sedíte pri jednom počítači, môžete upravovať súbory umiestnené na inom počítači, tlačiť ich na tlačiarni pripojenej k tretiemu a spúšťať programy na štvrtom.

Výhody tohto modelu organizácie LAN zahŕňajú jednoduchosť implementácie a úsporu materiálnych zdrojov, pretože nie je potrebné kupovať drahý server.

Napriek jednoduchosti implementácie, tento model má niekoľko nevýhod:

• 1. Nízky výkon s veľkým počtom pripojených počítačov;
• 2. Nedostatok jednotnej informačnej základne;
• 3. Neprítomnosť jednotný systém informačná bezpečnosť;
• 4. Závislosť dostupnosti informácií v systéme od stavu počítača, t.j. Ak je počítač vypnutý, všetky informácie v ňom uložené budú nedostupné.

Aktívny adresár

Aktívny adresár umožňuje správcom spravovať všetky deklarované zdroje z jedného pracoviska: súbory, periférne zariadenia, databázy, pripojenia k serverom, prístup na web, používatelia, služby.

V sieťach s nasadením DNS sa dôrazne odporúča používať základné zóny integrované s adresárovou službou na podporu služby Active Directory, ktoré poskytujú nasledujúce výhody:

• 1. Aktualizácia hlavného servera a pokročilé funkcie zabezpečenia založené na schopnostiach Active Directory.
• 2. Replikácia a synchronizácia zón s novými radičmi domény prebieha automaticky vždy, keď sa do domény Active Directory pridá nový radič.
• 3. Uložením databáz zón DNS v Active Directory môžete zefektívniť replikáciu databázy v celej sieti.
• 4. Replikácia adresára je rýchlejšia a efektívnejšia ako štandardná replikácia DNS.

Keďže replikácia služby Active Directory prebieha na úrovni jednotlivých vlastností, šíria sa iba nevyhnutné zmeny. Zóny integrované s adresárovou službou však využívajú a odosielajú menej údajov.

Medzi výhody tohto modelu patrí:

• 1. Vysoká rýchlosť siete;
• 2. dostupnosť jednotnej informačnej základne;
• 3. Dostupnosť jednotného bezpečnostného systému.

Tento model má však aj nevýhody. Hlavnou nevýhodou je, že náklady na vytvorenie siete klient-server sú výrazne vyššie z dôvodu potreby zakúpenia špeciálneho servera. Ďalšou nevýhodou je prítomnosť ďalšej potreby servisného personálu - správcu siete.

Pre túto organizáciu bola zvolená lokálna sieť na základe modelu klient-server. Server v tejto organizácii bude prezentovaný vo forme počítača triedy č. 2, ku ktorému bude mať prístup len vedúci pracovníci internetovej kaviarne. Server bude kvôli ochrane umiestnený v špeciálnej počítačovej skrini.