Prostredníctvom správy siete. Hlavné komponenty a odrody počítačových sietí. Hlavné softvérové ​​a hardvérové ​​komponenty siete

1.1. Všeobecná charakteristika informačných a výpočtových sietí

Koniec 20. storočia bol poznačený bezprecedentným skokom vo vývoji globálnych informačných a komunikačných technológií - tretím po objavení audio a video prenosových kanálov, ktoré radikálne ovplyvnili rozvoj systému masmédií, po rozhlasovom a televíznom vysielaní boli vynájdené sieťové technológie založené na inom, digitálnom, spôsobe prenosu informácií, čo viedlo k vytvoreniu nového prostredia na šírenie informačných tokov.

Spolu s offline prácu výrazné zvýšenie efektivity využívania počítačov je možné dosiahnuť ich spájaním do počítačových sietí (sieť).

Počítačovou sieťou v širšom zmysle slova sa rozumie akýkoľvek súbor počítačov prepojených komunikačnými kanálmi na prenos dát..

Existuje niekoľko dobrých dôvodov na vzájomné prepojenie počítačov.

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

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

Po tretie, počítačové siete poskytujú nové formy interakcie používateľov 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 video dát, 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. Hlavné softvérové ​​a hardvérové ​​komponenty siete

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

Štúdium siete ako celku si vyžaduje znalosť princípov fungovania jej jednotlivých prvkov:

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

Celý komplex softvéru a hardvéru siete možno opísať viacvrstvovým modelom. V srdci každej siete leží 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 uzloch siete sa niekedy označujú ako hostiteľské počítače alebo jednoducho hostitelia.

V súčasnosti sa v sieťach široko a úspešne využívajú počítače rôznych tried – od osobných počítačov až po sálové počítače a superpočítače. Zostava počítačov v sieti by mala zodpovedať množine rôznych úloh riešených sieťou.

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

Kabeláž, opakovače, mosty, prepínače, smerovače a modulárne rozbočovače sa vyvinuli z doplnkových sieťových komponentov na nevyhnutné spolu s počítačmi a systémovým softvérom, a to z hľadiska vplyvu na výkon siete a náklady. V súčasnosti môže byť komunikačné zariadenie komplexný, vyhradený multiprocesor, ktorý je potrebné nakonfigurovať, optimalizovať a spravovať.

tretia vrstva, ktoré tvoria softvérovú platformu siete, sú operačné systémy (OS). Efektívnosť celej siete závisí od toho, aké koncepcie riadenia lokálnych a distribuovaných zdrojov sú základom sieťového operačného systému.

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

Je dôležité uvedomiť si rozsah schopností, ktoré poskytujú aplikácie pre rôzne aplikácie, ako aj vedieť, 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 telefónne kanály na všeobecné použitie;
- 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 už v tom čase 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 je 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, metódy na prenos údajov v diskrétnej (digitálnej) forme cez nezaťažené telefónne kanály (t. j. telefónne kanály, ktoré nie sú pripojené k elektrickému napätiu používanému v telefóne sieť) sa začala 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(TP - Twisted Pair).

Káblové kanály alebo koaxiálne páry sú dva valcové vodiče na rovnakej osi oddelené dielektrickým povlakom. Jeden typ koaxiálneho kábla (impedancia 50 ohmov) sa používa predovšetkým na úzkopásmový prenos. digitálnych signálov, iný typ kábla (s odporom 75 ohmov) - na prenos širokopásmových analógových a digitálnych signálov. Úzkopásmové a širokopásmové káble priamo prepájajúce komunikačné zariadenia umožňujú výmenu dát vysokou rýchlosťou (až niekoľko megabitov/s) v analógovej alebo digitálnej podobe
formulár.

Rádiové kanály a satelitné komunikačné kanály. Využitie rádiových vĺn rôznych frekvencií ako prenosového média v počítačových sieťach je cenovo výhodné či už na komunikáciu na veľké a mimoriadne 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 pásmo 2-40 GHz (najmä pásmo 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 niekoľko zosilňovačov (alebo transpondérov), z ktorých každý prijíma signály v danom frekvenčnom rozsahu (typicky 6 alebo 14 GHz) a regeneruje ich v inom frekvenčnom rozsahu (napr. 4 alebo 12 GHz). Na prenos dát sa zvyčajne používajú geostacionárne družice umiestnené na rovníkovej dráhe vo výške 36 000 km. Takáto vzdialenosť dáva značné oneskorenie signálu (v priemere 270 ms), na kompenzáciu ktorého sa používajú špeciálne metódy.

Okrem výmeny dát v rádiovom dosahu, v poslednej dobe pre komunikáciu na krátke vzdialenosti (zvyčajne v rámci miestnosti) Infra červená radiácia.

IN komunikačné kanály z optických vlákien využíva sa fenomén úplného vnútorného odrazu svetla známy z fyziky, ktorý umožňuje prenášať svetelné toky vo vnútri optického kábla na veľké vzdialenosti prakticky bez straty. 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 vo vnútromestských a medzimestských oblastiach.

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 zároveň vyhladzuje špičky siete a zvyšuje 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 vytvorené a udržiavané spojenie medzi uzlami, ako to bolo, cez vyhradený kanál (hoci v skutočnosti je fyzický kanál prenosu dát rozdelený medzi niekoľkých používateľov) a datagramový režim, kedy 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 môže byť uskutočnená rôznymi spôsobmi a prostriedkami. Podľa zloženia ich komponentov, spôsobu ich zapojenia, rozsahu použitia a ďalších vlastností možno siete rozdeliť do tried tak, že príslušnosť opísanej siete k tej či onej triede by celkom mohla charakterizovať vlastnosti. a kvalitatívnych parametrov siete.

Tento druh klasifikácie sietí je však skôr podmienený. Najrozšírenejšie je dnes delenie počítačové siete na základe územnej polohy.

Na tomto základe sú siete rozdelené do troch hlavných tried:

LAN - lokálne siete (Local Area Networks);
MAN - mestské siete (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 poskytované pripojeným zariadeniam na krátkodobé exkluzívne použitie. Územia, na ktoré sa vzťahuje LA, sa môžu výrazne líšiť.

Dĺžka komunikačných liniek pre niektoré siete nemôže byť väčšia ako 1000 m, zatiaľ čo iné siete LAN sú schopné obslúžiť celé mesto. Obsluhovanými územiami môžu byť továrne, lode, lietadlá a inštitúcie, univerzity, vysoké školy. Ako prenosové médium sa zvyčajne používajú koaxiálne káble, hoci siete krútených párov a optických vlákien sú čoraz bežnejšie a v posledných rokoch sa rýchlo rozvíja aj bezdrôtová technológia. lokálnych sietí, ktoré využívajú jeden z troch typov žiarenia: širokopásmové rádiové signály, mikrovlnné žiarenie s nízkym výkonom (MW žiarenie) a infračervené lúče.

Malé vzdialenosti medzi sieťovými uzlami, použité prenosové médium a s tým spojená nízka pravdepodobnosť chýb v prenášaných dátach umožňujú udržiavať vysoké výmenné kurzy – od 1 Mbps do 100 Mbps /With).

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 - asynchrónny prenosový režim), ktorý sa v budúcnosti bude dať použiť v lokálnych aj rozľahlých sieťach.

globálne siete, na rozdiel od miestnych spravidla pokrývajú oveľa väčšie územia a dokonca väčšinu regiónov sveta (ako príklad môže poslúžiť internet). V súčasnosti sa ako prenosové médium v ​​globálnych sieťach používajú analógové alebo digitálne káblové kanály, ako aj satelitné komunikačné kanály (zvyčajne na komunikáciu medzi kontinentmi). Limity prenosovej rýchlosti (až 28,8 Kbps na analógových kanáloch a až 64 Kbps na stránkach používateľov digitálnych kanálov) a relatívne nízka spoľahlivosť analógových kanálov, ktorá si vyžaduje 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 prevádzky siete sa delia na:

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

Podľa formy prevádzky možno rozlíšiť:

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

Podľa charakteru implementovaných funkcií siete sa delia na:

Výpočtová technika určená na riešenie problémov riadenia na základe výpočtové spracovanie počiatočné informácie;
- informačné, určené na získanie referenčných údajov na žiadosť používateľov; zmiešané, v ktorých sú implementované výpočtové a informačné funkcie.

Spôsobom riadenia počítačové siete sa delia na:

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

V prvom prípade každý počítač, ktorý je súčasťou siete, obsahuje kompletnú sadu softvérové ​​nástroje na koordináciu sieťových operácií. 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 podmienkach zmiešaných sietí pod centralizovanou kontrolou sa riešia úlohy s najvyššou prioritou a spravidla spojené so spracovaním veľkého množstva informácií.

Podľa softvérovej kompatibility existujú siete:

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

V sieťach klient/server sa používa vyhradený počítač (server), na ktorom sú sústredené zdieľané súbory a ktorý poskytuje tlačovú službu pre mnohých používateľov (obr. 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 ktorého 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 ako výkonné počítače na spracovanie tabuliek náročné na zdroje, tak aj počítače s nízkou spotrebou energie na jednoduché spracovanie textu. Naproti tomu výkonné počítače sú zvyčajne inštalované ako servery. Vzhľadom na potrebu zabezpečiť súčasné spracovanie požiadaviek od veľkého počtu klientov a dobrú ochranu sieťových dát pred neoprávneným prístupom, musí byť server spravovaný špecializovaným operačný systém.

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

Peer-to-peer siete. V sieťach typu peer-to-peer sa nepoužívajú dedikované servery (obr. 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 fungujú ako server. Windows 95 má vstavané funkcie na budovanie siete typu peer-to-peer. Ak sa potrebujete pripojiť k iným sieťam typu peer-to-peer, systém Windows 95 podporuje nasledujúce siete:

NetWare Lite
- Artisoft LANtastic.

1.1.4. Topológia siete

Pod topológie odkazuje na opis vlastností siete, ktoré sú vlastné všetkým jej homomorfným transformáciám, t.j. takéto zmeny vzhľad siete, vzdialenosti medzi jej prvkami, ich vzájomné usporiadanie, pri ktorom sa pomer týchto prvkov k sebe 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 po sebe idúcich.

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 hviezda s pasívnym stredom si možno predstaviť ako akýsi „strom“, ktorý má koreň s vetvou ku každému pripojenému zariadeniu.

IN sériové konfigurácie každá fyzická podvrstva prenáša informácie len do jedného PC. Príklady sekvenčných konfigurácií sú: ľubovoľné (ľubovoľné spojenie počítačov), hierarchické, „prstencové“, „reťazové“, „hviezda s inteligentným stredom“, „snehová vločka“ a
iné.

Najoptimálnejšie z hľadiska spoľahlivosti (možnosti fungovania siete v prípade výpadku jednotlivých uzlov alebo komunikačných kanálov) je plne pripojená 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 sieti bez mesh môže existovať veľké množstvo možností pripojenia uzlov siete, v praxi sa zvyčajne používajú tri najbežnejšie (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.

Obr. 3. Topológia "Bus"

V tomto prípade jeden zo strojov slúži ako systémový server, ktorý poskytuje centralizovaný prístup k zdieľaným súborom a databázam, tlačiarňam a iným výpočtovým prostriedkom.

siete tohto typu získal veľkú popularitu vďaka nízkym nákladom, vysokej flexibilite a rýchlosti prenosu dát, ľahkému rozširovaniu siete (pripojenie nových účastníkov k sieti neovplyvňuje jej hlavné vlastnosti). Nevýhody zbernicovej topológie zahŕňajú potrebu používať pomerne zložité protokoly a zraniteľnosť voči fyzickému poškodeniu kábla.

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

Obr. 4. Topológia "Ring"

Táto sieťová štruktúra je charakteristická tým, že informácie sa môžu po kruhu 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 daisy chain je krúžok obzvlášť náchylný na poruchy: zlyhanie ktoréhokoľvek káblového segmentu vedie k ukončeniu služby pre všetkých používateľov. LAN dizajnéri vynaložili veľa úsilia, aby sa s týmto problémom vysporiadali. Ochrana pred poškodením alebo poruchou je zabezpečená buď uzavretím krúžku na spätnej (záložnej) ceste, 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 (hostiteľ) alebo stredisko.

Obr. 5. Topológia "Hviezda"

Konfiguráciu možno chápať ako ďalší vývoj štruktúry „rooted tree“ s vetvou ku každému pripojenému zariadeniu. Spínacie zariadenie je zvyčajne umiestnené v strede siete, čo zabezpečuje životaschopnosť systému. Siete LAN tejto konfigurácie sa najčastejšie používajú v automatizovaných systémoch správy kancelárie, ktoré využívajú centrálnu databázu. Hviezdne siete LAN majú tendenciu byť menej spoľahlivé ako zdieľané zbernicové alebo hierarchické siete, ale tento problém je vyriešený duplikovaním hardvéru centrálnej lokality. Medzi nevýhody patrí značná spotreba káblov (niekedy niekoľkonásobne vyššia ako spotreba v sieťach LAN podobných schopností so spoločnou zbernicou alebo hierarchických).

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

1.1.5. Úrovne interakcie počítačov 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, udržiavanie a ukončenie fyzického spojenia medzi dvoma počítačovými systémami, ktoré sú navzájom priamo spojené pomocou prenosového média, napr. ako analógový telefónny obvod, rádiový obvod alebo obvod z optických vlákien.

Linková vrstva(Data Link Layer) riadi prenos údajov cez komunikačný kanál. Hlavnými funkciami tejto vrstvy sú delenie prenášaných dát na časti nazývané rámce, oddelenie dát od bitového toku prenášaného vo fyzickej vrstve na spracovanie v sieťovej vrstve, detekcia prenosových chýb a obnova nesprávne prenesených dát.

sieťová vrstva(Network Layer) zabezpečuje komunikáciu medzi dvoma počítačovými systémami siete, pričom 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 (transport) dát medzi počítačovými systémami siete pre vyššie úrovne. Na tento účel sa používajú mechanizmy na vytvorenie, údržbu a prerušenie virtuálnych kanálov (analogicky k vyhradeným telefónnym kanálom), identifikáciu a opravu chýb prenosu a kontrolu toku údajov (aby sa zabránilo pretečeniu alebo strate údajov).

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

Prezentačná vrstva(Presentation Layer) poskytuje transformáciu dát z reprezentácie použitej v aplikačnom programe jedného počítačového systému na reprezentáciu použitú v inom počítačovom systéme. Medzi funkcie prezentačnej vrstvy patrí aj transformácia 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 úroveň určuje dostupnosť aplikačných úloh a zdrojov pre komunikáciu, synchronizuje interagujúce aplikačné úlohy, vytvára dohody o postupoch obnovy chýb a správe integrity dát. Dôležitými funkciami aplikačnej vrstvy sú správa siete, ako aj vykonávanie najbežnejších úloh systémovej aplikácie: Email, zdieľanie súborov a ďalšie.

Každá úroveň, aby vyriešila svoju podúlohu, musí zabezpečiť výkon funkcií definovaných modelom. danej úrovni, 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 odkazuje na súbor pravidiel upravujúcich formát a postupy výmeny informácií.

Predovšetkým rozhoduje o tom, ako prebieha spojenie, prekonáva sa šum na linke a je zabezpečený bezchybný prenos dát medzi modemami.

Štandard zase zahŕňa všeobecne uznávaný protokol alebo súbor protokolov. Prevádzka sieťových zariadení nie je možná bez vzájomne súvisiacich noriem. 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 PRE DIAĽKOVÉ VZDELÁVANIE

TEST

AKADEMICKÁ DISCIPLÍNA: Počítačové siete

Typy počítačových sietí

Počítačové siete možno klasifikovať podľa rôznych kritérií.

ja. Podľa zásad hospodárenia:

1. Peer-to-peer – nemá vyhradený server. V ktorých sa riadiace funkcie striedavo prenášajú z jednej pracovnej stanice na druhú;

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

II. Podľa spôsobu pripojenia:

1. "Priame pripojenie"- dva osobné počítače sú prepojené káblom. 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 plošného pokrytia:

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; LAN uzly sú umiestnené v tej istej miestnosti, poschodí, budove.

2. Firemná sieť(v rámci tej istej organizácie, firmy, závodu). Počet uzlov v CVS 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 umožňuje uľahčiť riadenie podniku a riadenie technologického procesu, zaviesť jasnú kontrolu nad informačnými a výrobnými zdrojmi.

3. Globálna sieť(sieť, ktorej prvky sú od seba oddelené značnou vzdialenosťou) - až 1000 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 v systéme zásobovania teplou vodou môže dosiahnuť desiatky miliónov. Globálna sieť zahŕňa samostatné lokálne a podnikové siete.

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

TOPOLÓGIA POČÍTAČOVÝCH 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 využíva jeden prenosový kanál založený na koaxiálnom kábli, ktorý sa nazýva "zbernica". Všetky počítače v sieti sú pripojené priamo na zbernicu. Na koncoch zbernicového kábla sú nainštalované špeciálne zástrčky - "terminátory" (terminátor). Sú potrebné na zhasnutie signálu po prechode autobusom. Nevýhody topológie "Bus" zahŕňajú nasledujúce:

Dáta prenášané cez kábel sú dostupné všetkým pripojeným počítačom;

V prípade poruchy zbernice prestáva fungovať celá sieť.

TOPOLÓGIA "PRSTEŇ"

Kruhová topológia sa vyznačuje absenciou koncových bodov pripojenia; sieť je uzavretá a tvorí neoddeliteľný 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 prijímajúceho počítača. Nevýhody "kruhovej" topológie sú rovnaké ako nevýhody "zbernicovej" topológie:

Verejná dostupnosť údajov;

Odolnosť káblového systému proti poškodeniu.

TOPOLÓGIA HVIEZDY

V sieti s "hviezdicovou" topológiou sú všetky počítače pripojené k špeciálnemu zariadeniu nazývanému sieťový rozbočovač alebo "hub" (hub), ktorý vykonáva funkcie distribúcie dát. Neexistujú žiadne priame spojenia medzi dvoma počítačmi v sieti. Vďaka tomu je možné vyriešiť problém dostupnosti verejných dát, ako aj 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.

Najbežnejšie implementácie prístupových metód sú Ethernet, ArcNet a žetónový krúžok. 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.

Táto metóda prístupu používa topológiu „spoločnej zbernice“. Preto je správa odoslaná jednou pracovnou stanicou prijatá súčasne všetkými ostatnými stanicami pripojenými na spoločnú zbernicu. Ale správa je len pre jednu stanicu (obsahuje adresu cieľovej stanice a adresu odosielateľa). Stanica, ktorej je správa určená, ju prijme, zvyšok ju ignoruje.

Metóda ethernetového prístupu je metóda Carter Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD -Carter Sense Multiple Access with Collision Detection).

Pred prenosom 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. Hardvér takéto konflikty automaticky rozpozná. Po zistení kolízie stanice na nejaký čas oneskoria prenos. Tento čas je krátky a každá stanica má svoje. Po oneskorení sa prenos obnoví.

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

Metóda prístupu ArcNet

Táto metóda bola vyvinutá spoločnosťou Datapoint Corp. Rozšírila sa aj 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 špeciálnu značku (správu špeciálneho druhu), ktorá 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 s adresou odosielateľa a cieľového miesta. Keď paket dosiahne cieľovú stanicu, správa sa „odpojí“ od označovača a prenesie 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 ArcNetu v tom, že 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.

Komunikačné médiá, ich charakteristika

Koaxiálny kábel

Koaxiálny kábel bol prvým typom kábla používaného na prepojenie počítačov v 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 tieni 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 prenos rýchlosťou až 10 Mbps. Maximálna dĺžka segment leží v rozmedzí 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" ("tienená krútená dvojlinka") a "netienená krútená dvojlinka" ("Netienená krútená dvojlinka"). Rozdiel medzi týmito triedami je v tom, že tienená krútená dvojlinka je viac chránená 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 prenos rýchlosťou od 10 Mbps do 1 Gbps. Dĺžka káblového segmentu 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 vykonáva pomocou laserového alebo LED vysielača, ktorý vysiela jednosmerné svetelné impulzy cez stredový vodič. Signál na druhom konci je prijímaný fotodiódovým prijímačom, ktorý premieňa svetelné impulzy na elektrické signály, ktoré môže spracovať počítač. Prenosová rýchlosť pre optické siete sa pohybuje od 100 Mbps do 2 Gbps. 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 je sieť rozdelená na:

Na počítačoch, navrhnutých na riešenie problémov riadenia založených na výpočtovom spracovaní zdrojových informácií;

Informačné, určené na získanie referenčných údajov na žiadosť používateľov;

Zmiešané, v ktorých sú implementované výpočtové a informačné funkcie.

Podľa spôsobu riadenia siete sa delia na siete:

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

Pri centralizovanom riadení - koordinácia práce počítačov sa vykonáva pod kontrolou jedného OS;

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

Vrstvy komunikačného modelu:

1. Aplikačná vrstva- používateľ vytvorí dokument pomocou aplikácií.

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

3. vrstva relácie- počítač interaguje so sieťou: kontroluje právo používateľa na prístup k sieti a prenáša dokument do protokolov transportnej vrstvy.

4. transportná vrstva- dokument sa prevedie do podoby, v akej má prenášať dáta v používanej sieti.

5. sieťová vrstva určuje trasu pohybu dát v sieti.

6. Úroveň pripojenia potrebné na moduláciu signálov v súlade s údajmi prijatými zo sieťovej vrstvy. V počítači sa tieto funkcie vykonávajú LAN karta alebo modem.

7. Fyzická vrstva. Na tejto úrovni prebieha skutočný prenos dát. Neexistujú žiadne dokumenty, žiadne pakety, žiadne bajty - iba bity. K obnove dokumentu dochádza postupne, pri prechode z nižšej úrovne na vyššiu. Zariadenia fyzickej vrstvy ležia mimo počítača. V lokálnych sieťach ide o vybavenie samotnej siete. Pre dial-up komunikáciu pomocou modemov, táto linka telefónne spojenie, spínacie zariadenia a pod.

Rôzne protokolové vrstvy servera a klienta spolu nekomunikujú priamo, ale komunikujú prostredníctvom fyzická vrstva. Postupne sa presúva z špičková úroveň nadol, údaje sa priebežne konvertujú. 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 jedným softvérovým balíkom, potom sa takáto sieť nazýva lokálna sieť. Vytváranie lokálnych sietí je typické pre jednotlivé divízie podnikov. Uvažujme o organizácii výmeny informácií modelu interakcie v LAN.

V serverových sieťach LAN sú implementované dva modely interakcie používateľa s pracovnými stanicami: súborový server a modelovať Klientsky server. V prvom modeli server poskytuje prístup k databázovým súborom pre každú pracovnú stanicu a tu jeho práca končí. Ak sa napríklad na získanie informácií o daňovníkoch žijúcich na konkrétnej ulici v Moskve použije databáza súborového servera, celá tabuľka pre územný obvod sa prenesie cez sieť a je na vás, aby ste sa rozhodli, ktoré záznamy v nej budú vyhovieť žiadosti a ktoré nie.pracovná stanica samotná. Prevádzka modelu „file-server“ 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 môžu zohrávať zdroje systém súborov(súborový server), procesor (počítačový server), databáza (databázový server), tlačiareň (tlačiareň-server) atď. Keďže server (alebo servery) súčasne obsluhuje veľa klientov, na serverovom počítači musí fungovať multitaskingový operačný systém.

V modeli klient-server hrá server aktívnu úlohu, pretože jeho softvér núti server „najskôr myslieť, potom konať“. Tok informácií tečúcich 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, čo poskytuje vyššiu bezpečnosť údajov.

V modeli "klient-server" vytvorenom na základe PC sa navrhuje nasledovné:

Sieť obsahuje značný počet serverov a klientov;

Základ výpočtového systému tvoria pracovné stanice, z ktorých každá funguje ako klient a požaduje informácie, ktoré sa nachádzajú na serveri;

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

Systém je implementovaný ako otvorená architektúra, 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 systémový server poskytujúci centralizovaný prístup k zdieľaným súborom, databázam a iným výpočtovým zdrojom;

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

- hviezda(radiálne) - v strede siete je 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 je možné navzájom kombinovať, 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. Pri spojení dvoch alebo viacerých sietí sa vytvorí globálna sieť. Globálna sieť môže pokrývať mesto, región, krajinu, kontinent a celý svet. V prípadoch, keď sa pretínajú siete fungujúce na rôznych protokoloch, 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, ktoré používajú rovnaké protokoly, potom sa zariadenia stojace medzi nimi nazývajú mosty.

Metódy prístupu k sieti LAN. Podľa metód v sieti sa rozlišujú najbežnejšie siete ako Ethernet, ArcNet, Token Ring.

ethernet- metóda viacnásobného prístupu. Pred prenosom pracovná stanica určí, či je kanál voľný alebo obsadený. Ak je voľná, stanica začne vysielať. Pre túto metódu sa používa zbernicová topológia. Správa odoslaná jednou pracovnou stanicou je súčasne prijatá všetkými ostatnými stanicami pripojenými na spoločnú zbernicu. Správu ignorujú všetky stanice okrem odosielateľa a príjemcu.

Arcnet- používa sa v sieti LAN s hviezdicovou topológiou. Jeden z počítačov vytvorí špeciálny token, ktorý sa postupne odovzdáva z jedného počítača do druhého. Ak stanica odošle správu inej stanici, musí počkať na token a pripojiť k nemu správu spolu s adresou odosielateľa a cieľového miesta. Keď paket dosiahne cieľovú stanicu, správa sa z tokenu odstráni a odovzdá sa stanici.

žetónový krúžok- Navrhnuté pre kruhovú štruktúru a tiež používa značku prenášanú z jednej stanice do druhej. Ale s ním je možné priradiť rôzne priority rôznym pracovným staniciam. Pri tejto metóde sa token pohybuje po kruhu, čím dáva po sebe idúcim počítačom právo vysielať.

Zabezpečovanie bezpečnosti informácií v počítačových sieťach. Pri pripájaní lokálnej siete ku globálnej hrá koncept dôležitú úlohu bezpečnosť siete. Prístup do lokálnej siete pre neoprávnené osoby zvonku by mal byť obmedzený, ako aj prístup mimo lokálnej siete 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 vnímať vo fyzickom zmysle ako niekoľko miliónov počítačov, ktoré sú navzájom prepojené rôznymi komunikačnými linkami. Tento fyzický pohľad je však veľmi úzky.

Internet je akýmsi informačným priestorom, v rámci ktorého neustále cirkulujú údaje. V tomto zmysle ho možno prirovnať k televízii a rádiu, aj keď je zjavný rozdiel v tom, že žiadne informácie nemožno ukladať do éteru, zatiaľ čo na internete sa pohybujú medzi počítačmi, ktoré tvoria uzly siete a sú uložené na pevných diskoch nejaký čas. Zvážte princípy fungovania internetu.

Rok 1983 sa považuje za zrod internetu. V tomto roku došlo k revolučným zmenám v počítačovom komunikačnom softvéri. Narodeniny v modernom zmysle slova boli dátumom štandardizácie komunikačného protokolu TCP/IP, ktorý je základom World Wide Web do súčasnosti.

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 sieťová vrstva a určuje, kde sa prevod uskutoční. Jeho podstatou je, že každý člen World Wide Web musí mať svoju jedinečnú adresu (IP adresu). Táto adresa je vyjadrená v štyroch bajtoch. Každý počítač, cez ktorý prechádza paket TCP, dokáže z týchto štyroch čísel určiť, ktorému z najbližších susedov je potrebné paket poslať, aby bol „bližšie“ k príjemcovi. V dôsledku konečného počtu prenosov sa paket dostane na požadovanú adresu.

Hlavná informačné zdroje Internet:

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

2. E-mail:

- E-mail (E-mail). Poštové servery prijímajú správy od klientov a preposielajú ich v reťazci na poštové servery príjemcu, kde sa tieto správy hromadia. Keď sa vytvorí spojenie medzi cieľom a jeho poštový server prichádzajúce správy sa automaticky prenášajú do počítača príjemcu. Poštová služba je založená na dvoch protokoloch: SMTP a POP3. Podľa prvého sa korešpondencia odosiela z počítača na server a podľa druhého sa prijímajú prijaté správy. Existuje široká škála klientskych pôstnych programov.

- Zoznamy adries. Ide o špeciálne tematické servery, ktoré zhromažďujú informácie o určitých témach a preposielajú 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 e-mailovému vysielaniu, v ktorom je jedna správa odoslaná veľkej skupine. Takéto skupiny sa nazývajú diskusné skupiny alebo diskusné skupiny. Správy smerované na server diskusných skupín sa z neho odosielajú na všetky servery, ku ktorým je priradený, ak správu nemajú. Na každom zo serverov je prijatá správa uložená na obmedzený čas a každý si ju môže prečítať. Každý deň sa na svete vytvorí okolo milióna príspevkov v diskusných skupinách. Celý telekonferenčný systém je rozdelený do tematických skupín.

3. Technológia World Wide Web (WWW). Služba World Wide Web (WWW). Dnes je to najpopulárnejšia služba na internete. Ide o jeden informačný priestor pozostávajúci zo stoviek miliónov vzájomne prepojených elektronické dokumenty uložené na webových serveroch. Jednotlivé dokumenty, ktoré tvoria webový priestor, 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 priradený 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 s názvom Hypertext Markup Language – HTML. Je tu možnosť vkladania grafických a multimediálnych dokumentov do hypertextu.

Najdôležitejšou vlastnosťou webových stránok sú hypertextové odkazy. Akýkoľvek text môže byť spojený s iným webovým dokumentom, to znamená, že je možné nastaviť hypertextový odkaz. Hypertextové prepojenie medzi stovkami miliónov dokumentov je základom pre existenciu logického priestoru World Wide Web. Adresu akéhokoľvek súboru v celosvetovom meradle určuje jednotný lokátor zdrojov – 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 spojená s hypertextovými odkazmi na webových stránkach. Po kliknutí na hypertextový odkaz prehliadač odošle požiadavku na nájdenie a doručenie zdroja špecifikovaného v odkaze.

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

4. Výmena súborov FTP:

- Služby prenosu súborov (FTP). Prijímanie a odosielanie súborov predstavuje významné percento iných internetových služieb. Služba FTP má svoje vlastné servery, ktoré ukladajú archívy údajov.

- Služba IRC (chatovacie miestnosti, chatové konferencie). Určené pre priamu komunikáciu viacerých osôb v reálnom čase.

- Služba ICQ. Táto služba je navrhnutá tak, aby našla sieťovú IP adresu pripojenej osoby tento moment na internet. Potreba takejto služby je spôsobená skutočnosťou, že väčšina používateľov nemá trvalú IP adresu. Ak chcete túto službu využívať, musíte sa zaregistrovať na jej centrálnom serveri a získať identifikačné číslo (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 rubriky budú venované vysvetleniu niektorých základných pojmov, s ktorými sa pri práci so sieťou stretnete. A dnes si povieme, aké komponenty budú potrebné na vytvorenie siete a ktoré 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 sieťové možnosti (napríklad sieťová karta, ktorá je 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) majú uzavretú infraštruktúru predtým, ako sa dostanú k poskytovateľom internetových služieb. 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 siete uzavretého typu, prístup do nich má povolený len obmedzený okruh používateľov (napríklad zamestnanci firmy). 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. Typický používateľský počítač pripojený k lokálnej sieti sa nazýva pracovná stanica . Počítač, ktorý zdieľa svoje prostriedky s inými počítačmi v sieti, sa nazýva server ; a počítač pristupujúci k zdieľaným prostriedkom na serveri je zákazník .

Existujú rôzne typy serverov: súbor (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 Mbps alebo 1 Gbps

V súčasnosti má svet obrovské množstvo všetkých druhov sieťových a počítačových zariadení, ktoré vám umožňujú organizovať rôzne počítačové siete. 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).

Spôsobom pripojenia počítačov:

• káblové (počítače sú pripojené cez kábel);
• bezdrôtové (počítače si vymieňajú informácie prostredníctvom rádiových vĺn. Napríklad pomocou WI-FI technológie alebo bluetooth).

Spôsob ovládania:

• s centralizovanou správou - jeden alebo viac strojov (serverov) je vyčlenených 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 výpočtovej techniky:

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

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

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

Tieto modely definujú interakciu počítačov v lokálnom prostredí počítačová sieť. V sieti typu peer-to-peer sú si všetky počítače navzájom rovné. V tomto prípade sú všetky informácie v systéme distribuované medzi jednotlivé počítače. Každý používateľ môže povoliť alebo zamietnuť prístup k údajom uloženým v jeho počítači.

Pracovná skupina je nezávislé riešenie organizácia 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 nákladov, 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, periférií, databázy, serverové pripojenia, webový prístup, používatelia, služby.

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

• 1. Upgrade hlavného servera a pokročilé funkcie zabezpečenia založené na schopnostiach Active Directory.
• 2. Replikácia a synchronizácia zón s novými radičmi domény sa vykonáva automaticky pri každom pridaní nového radiča do domény Active Directory.
• 3. Uložením databáz zóny 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 potrebné zmeny. Zóny integrované do adresárov však využívajú a odosielajú menej údajov.

Výhody takéhoto modelu sú:

• 1. Vysoký výkon 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 oveľa vyššie z dôvodu potreby zakúpenia špeciálneho servera. Medzi nevýhody patrí aj 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.