Z upravljanjem omrežja. Glavne komponente in vrste računalniških omrežij. Glavne programske in strojne komponente omrežja

1.1. Splošne značilnosti informacijskih in računalniških omrežij

Konec 20. stoletja je zaznamoval preskok brez primere v razvoju globalnih informacijsko-komunikacijskih tehnologij – tretji po odkritju avdio in video prenosnih kanalov, ki je korenito vplival na razvoj sistema množičnih medijev, po radiu in televiziji. so bili izumljeni omrežne tehnologije temelji na drugačnem, digitalnem, načinu prenosa informacij, kar je privedlo do oblikovanja novega okolja za diseminacijo informacijskih tokov.

Skupaj z delo brez povezave bistveno povečanje učinkovitosti uporabe računalnikov lahko dosežemo z združevanjem v računalniška omrežja (omrežje).

Računalniško omrežje v širšem pomenu besede razumemo kot katerikoli niz računalnikov, ki so med seboj povezani s komunikacijskimi kanali za prenos podatkov..

Obstaja več dobrih razlogov za povezovanje računalnikov v omrežje.

Prvič, souporaba virov omogoča več računalnikom ali drugim napravam, da si delijo dostop do enega diska (datotečnega strežnika), pogona CD-ROM, tračnega pogona, tiskalnikov, risalnikov, skenerjev in druge opreme, kar zmanjša stroške na posameznega uporabnika.

Drugič Poleg souporabe dragih perifernih naprav je mogoče podobno uporabljati omrežne različice aplikacijske programske opreme.

Tretjič, računalniška omrežja zagotavljajo nove oblike interakcije uporabnikov v eni skupini, na primer pri delu na skupnem projektu.

Četrtič, postane možna uporaba skupnih komunikacijskih sredstev med različnimi aplikacijskimi sistemi (komunikacijske storitve, prenos podatkov in video podatkov, govor itd.). Posebno pomembna je organizacija porazdeljene obdelave podatkov. V primeru centraliziranega shranjevanja informacij so procesi zagotavljanja njihove celovitosti in tudi varnostnega kopiranja močno poenostavljeni.

1.1.1. Glavne programske in strojne komponente omrežja

Računalniško omrežje je kompleksen nabor medsebojno povezanih in usklajenih komponent programske in strojne opreme.

Preučevanje omrežja kot celote zahteva poznavanje načel delovanja njegovih posameznih elementov:

Računalniki;
- komunikacijska oprema;
- operacijski sistemi;
- omrežne aplikacije.

Celoten kompleks programske in strojne opreme omrežja je mogoče opisati z večplastnim modelom. V središču vsakega omrežja leži strojna plast standardiziranih računalniških platform, tj. sistem končnega uporabnika omrežja, ki je lahko računalnik ali terminalska naprava (katerakoli vhodno/izhodna ali prikazovalna naprava). Računalnike v vozliščih omrežja včasih imenujemo gostiteljski stroji ali preprosto gostitelji.

Trenutno se v omrežjih široko in uspešno uporabljajo računalniki različnih razredov - od osebnih računalnikov do velikih računalnikov in superračunalnikov. Nabor računalnikov v omrežju mora ustrezati naboru različnih nalog, ki jih omrežje rešuje.

Drugi sloj je komunikacijska oprema. Čeprav so računalniki osrednji del obdelave podatkov v omrežjih, so komunikacijske naprave nedavno začele igrati enako pomembno vlogo.

Kabli, repetitorji, mostovi, stikala, usmerjevalniki in modularna vozlišča so se razvili iz pomožnih omrežnih komponent v bistvene, skupaj z računalniki in sistemsko programsko opremo, tako v smislu vpliva na delovanje omrežja kot stroškov. Danes je komunikacijska naprava lahko zapleten, namenski večprocesor, ki ga je treba konfigurirati, optimizirati in upravljati.

tretji sloj, ki tvorijo programsko platformo omrežja, so operacijski sistemi (OS). Učinkovitost celotnega omrežja je odvisna od tega, kateri koncepti upravljanja lokalnih in porazdeljenih virov so osnova omrežnega operacijskega sistema.

Najvišja plast omrežnih zmogljivosti so različne omrežne aplikacije, kot so omrežne baze podatkov, poštni sistemi, orodja za arhiviranje podatkov, sistemi za avtomatizacijo skupinskega dela itd.

Pomembno je, da se zavedate obsega zmogljivosti, ki jih ponujajo aplikacije za različne aplikacije, kot tudi vedeti, kako so združljive z drugimi omrežnimi aplikacijami in operacijskimi sistemi.

Kanali za prenos podatkov preko računalniških omrežij. Da lahko računalniki med seboj komunicirajo v omrežju, morajo biti med seboj povezani z uporabo neke vrste fizičnega prenosnega medija.

Glavne vrste prenosnih medijev ki se uporabljajo v računalniških omrežjih so:

Analogni telefonski kanali za splošno uporabo;
- digitalni kanali;
- ozkopasovni in širokopasovni kabelski kanali;
- radijski kanali in satelitski komunikacijski kanali;
- optični komunikacijski kanali.

Analogni komunikacijski kanali so bile prve uporabljene za prenos podatkov v računalniških omrežjih in so omogočile uporabo takrat že razvitih javnih telefonskih omrežij.

Prenos podatkov po analognih kanalih se lahko izvaja na dva načina.

pri prvi način telefonski kanali (en ali dva para žic) prek telefonskih central fizično povezujejo dve napravi, ki izvajata komunikacijske funkcije z računalniki, ki so nanje povezani. Takšne povezave imenujemo poudarjene črte ali neposredne povezave.

Drugi način je vzpostavitev povezave z izbiranjem telefonske številke (z uporabo zamenjane linije).

Kakovost prenosa podatkov po namenskih kanalih je običajno večja in povezava se hitreje vzpostavi. Poleg tega vsak namenski kanal zahteva lastno komunikacijsko napravo (čeprav obstajajo tudi večkanalne komunikacijske naprave), pri klicni komunikaciji pa se lahko ena komunikacijska naprava uporablja za komunikacijo z drugimi vozlišči.

Digitalni komunikacijski kanali. Vzporedno z uporabo analognih telefonskih omrežij za interakcijo računalnik z računalnikom se razvijajo metode za prenos podatkov v diskretni (digitalni) obliki po neobremenjenih telefonskih kanalih (torej telefonskih kanalih, ki niso priključeni na električno napetost, ki se uporablja v telefonu). omrežje) se je začelo razvijati - digitalnih kanalov.

Opozoriti je treba, da se poleg diskretnih podatkov po digitalnem kanalu lahko prenašajo tudi analogne informacije (glas, video, faksimile itd.), pretvorjene v digitalno obliko.

Najvišje hitrosti na kratkih razdaljah je mogoče doseči z uporabo posebej sukanega para žic (da se izognemo interakciji med sosednjimi žicami), t.i. sukani par(TP - Twisted Pair).

Kabelski kanali ali koaksialni pari sta dva cilindrična prevodnika na isti osi, ločena z dielektrično prevleko. Ena vrsta koaksialnega kabla (impedanca 50 ohmov) se uporablja predvsem za ozkopasovni prenos. digitalni signali, druga vrsta kabla (z uporom 75 ohmov) - za prenos širokopasovnih analognih in digitalnih signalov. Ozkopasovni in širokopasovni kabli, ki neposredno povezujejo komunikacijsko opremo, omogočajo izmenjavo podatkov pri visokih hitrostih (do več megabitov/s) v analogni ali digitalni obliki.
oblika.

Radijski kanali in satelitski komunikacijski kanali. Uporaba radijskih valov različnih frekvenc kot prenosnega medija v računalniških omrežjih je stroškovno učinkovita bodisi za komunikacijo na dolge in izredno velike razdalje (s sateliti), bodisi za komunikacijo s težko dostopnimi, mobilnimi ali začasno uporabljenimi objekti.

Frekvence, na katerih delujejo radijska omrežja v tujini, običajno uporabljajo pas 2–40 GHz (predvsem pas 4–6 GHz). Vozlišča v radijskem omrežju se lahko nahajajo (odvisno od uporabljene opreme) na razdalji do 100 km ena od druge.

Sateliti običajno vsebujejo več ojačevalnikov (ali transponderjev), od katerih vsak sprejema signale v določenem frekvenčnem območju (običajno 6 ali 14 GHz) in jih regenerira v drugem frekvenčnem območju (npr. 4 ali 12 GHz). Za prenos podatkov se običajno uporabljajo geostacionarni sateliti, nameščeni v ekvatorialni orbiti na višini 36.000 km. Takšna razdalja daje znatno zakasnitev signala (v povprečju 270 ms), za katero se uporabljajo posebne metode za kompenzacijo.

Poleg izmenjave podatkov v radijskem območju, v zadnjem času za komunikacijo na kratke razdalje (običajno v prostoru) infrardeče sevanje.

IN optični komunikacijski kanali uporablja se iz fizike poznan pojav popolnega notranjega odboja svetlobe, ki omogoča prenos svetlobnih tokov znotraj optičnega kabla na velike razdalje tako rekoč brez izgub. Kot vir svetlobe v optičnem kablu se uporabljajo svetleče diode (LED) ali laserske diode, kot sprejemniki pa fotocelice.

Optični komunikacijski kanali so kljub višji ceni v primerjavi z drugimi vrstami komunikacij vse bolj razširjeni, pa ne le za komunikacijo na kratke razdalje temveč tudi v mestnih in medmestnih območjih.

V računalniških omrežjih se lahko za prenos podatkov med omrežnimi vozlišči uporabljajo tri tehnologije: preklapljanje vezij, preklapljanje sporočil in paketno preklapljanje.

Preklop tokokroga, ki ga zagotavlja javno telefonsko omrežje, omogoča s pomočjo stikal vzpostavitev neposredne povezave med vozlišči omrežja.

pri preklapljanje sporočil Naprave, imenovane stikala in izdelane na osnovi univerzalnih ali specializiranih računalnikov, vam omogočajo kopičenje (medpomnilnik) sporočil in njihovo pošiljanje v skladu z danim prednostnim sistemom in načeli usmerjanja v druga omrežna vozlišča. Uporaba preklapljanja sporočil lahko podaljša čas dostave sporočil v primerjavi s preklapljanjem vezij, hkrati pa zgladi konice omrežja in poveča preživetje omrežja.

pri preklapljanje paketov uporabniški podatki so razdeljeni na manjše dele – pakete, vsak paket pa vsebuje servisna polja in podatkovno polje. Med paketnim preklapljanjem obstajata dva glavna načina prenosa podatkov: navidezni kanal, ko se povezava vzpostavi in ​​vzdržuje med vozlišči tako rekoč po namenskem kanalu (čeprav je v resnici fizični kanal za prenos podatkov razdeljen med več uporabnikov) in datagramski način, ko se vsak paket iz nabora paketov, ki vsebuje uporabniške podatke, prenaša med vozlišči neodvisno drug od drugega. Pokliče se tudi prvi način povezave kontaktni način(način povezave), drugi - brezkontaktno(način brez povezave).

1.1.2. Klasifikacija računalniških omrežij

Združevanje zgornjih komponent v omrežje je možno na različne načine in načine. Glede na sestavo njihovih komponent, način njihovega povezovanja, obseg uporabe in druge značilnosti lahko omrežja razdelimo v razrede tako, da bi lahko pripadnost opisanega omrežja enemu ali drugemu razredu povsem v celoti označila lastnosti. in kvalitativni parametri omrežja.

Vendar je tovrstna klasifikacija omrežij precej pogojna. Najbolj razširjena je danes delitev računalniška omrežja glede na teritorialno lego.

Na podlagi tega so omrežja razdeljena v tri glavne razrede:

LAN - lokalna omrežja (Local Area Networks);
MAN - mestna omrežja (Metropolitan Area Networks).
WAN - globalna omrežja (Wide Area Networks);

Lokalno omrežje (LAN) je komunikacijski sistem, ki podpira enega ali več hitrih prenosnih kanalov znotraj zgradbe ali kakšnega drugega omejenega območja. digitalne informacije na voljo povezanim napravam za kratkotrajno izključno uporabo. Ozemlja, ki jih pokriva LA, se lahko zelo razlikujejo.

Dolžina komunikacijskih linij za nekatera omrežja ne sme biti večja od 1000 m, druga LAN pa lahko služijo celotnemu mestu. Oskrbovana ozemlja so lahko tako tovarne, ladje, letala kot institucije, univerze, visoke šole. Kot prenosni medij se običajno uporabljajo koaksialni kabli, čeprav postajajo omrežja s prepletenimi paricami in optična vlakna vse pogostejša, v zadnjih letih pa se hitro razvija tudi brezžična tehnologija. lokalna omrežja, ki uporabljajo eno od treh vrst sevanja: širokopasovne radijske signale, mikrovalovno sevanje majhne moči (MW sevanje) in infrardeče žarke.

Majhne razdalje med omrežnimi vozlišči, uporabljen prenosni medij in s tem povezana nizka verjetnost napak v prenesenih podatkih omogočajo vzdrževanje visokih menjalnih hitrosti - od 1 Mbps do 100 Mbps /S).

Mestna omrežja, praviloma pokrivajo skupino objektov in so izvedeni na optičnih ali širokopasovnih kablih. Po svojih značilnostih so vmesna med lokalnimi in globalnimi omrežji. V zadnjem času v povezavi s polaganjem hitrih in zanesljivih kablov iz optičnih vlaken v mestnih in medmestnih območjih ter novih obetavnih omrežni protokoli, na primer ATM (Asynchronous Transfer Mode - asinhroni način prenosa), ki se bo v prihodnosti lahko uporabljal tako v lokalnih kot prostranih omrežjih.

globalna omrežja, za razliko od lokalnih, praviloma pokrivajo veliko večja ozemlja in celo večino regij sveta (internet je lahko primer). Trenutno se kot prenosni medij v globalnih omrežjih uporabljajo analogni ali digitalni žični kanali, pa tudi satelitski komunikacijski kanali (običajno za komunikacijo med celinami). Omejitve hitrosti prenosa (do 28,8 Kbps na analognih kanalih in do 64 Kbps na uporabniških mestih digitalnih kanalov) in razmeroma nizka zanesljivost analognih kanalov, ki zahteva uporabo orodij za odkrivanje in odpravljanje napak na nižjih ravneh protokolov, bistveno zmanjšata hitrost izmenjave podatkov v globalnih omrežjih v primerjavi z lokalnimi.

Obstajajo še druge značilnosti klasifikacije računalniških omrežij.

Po področju delovanja omrežja delimo na:

bančne mreže,
- mreže znanstvenih ustanov,
- univerzitetna omrežja;

Glede na obliko delovanja je mogoče razlikovati:

Komercialne mreže;
- brezplačna omrežja,
- korporativna omrežja
- javna omrežja;

Po naravi izvedenih funkcij omrežja delimo na:

Računalništvo zasnovano za reševanje problemov krmiljenja na podlagi računalniška obdelava začetne informacije;
- informativne, namenjene pridobivanju referenčnih podatkov na zahtevo uporabnikov; mešani, v katerem se izvajajo računalniške in informacijske funkcije.

Po načinu upravljanja računalniška omrežja delimo na:

Omrežja z decentraliziranim nadzorom;
- centralizirano upravljanje;
- mešani nadzor.

V prvem primeru vsak računalnik, ki je del omrežja, vključuje celoten komplet programska orodja za usklajevanje omrežnih operacij. Tovrstna omrežja so kompleksna in precej draga, saj so operacijski sistemi posameznih računalnikov razviti s poudarkom na skupnem dostopu do skupnega pomnilniškega polja omrežja.

V pogojih mešanih omrežij pod centraliziranim nadzorom se rešujejo naloge z najvišjo prioriteto in so praviloma povezane z obdelavo velikih količin informacij.

Glede na združljivost programske opreme obstajajo omrežja:

Homogena;
- homogeno (sestavljeno iz programsko združljivih računalnikov)
- heterogeni ali heterogeni (če so računalniki, vključeni v omrežje, programsko nezdružljivi).

1.1.3. Lokalna omrežja

Obstajata dva pristopa k izgradnji lokalnih omrežij in s tem dve vrsti: omrežja odjemalec/strežnik in omrežja enakovrednih.

V omrežjih odjemalec/strežnik se uporablja namenski računalnik (strežnik), na katerem so skoncentrirane datoteke v skupni rabi in ki zagotavlja storitev tiskanja za številne uporabnike (slika 1).

riž. 1. Omrežja odjemalec/strežnik

Strežnik- računalnik, ki je povezan v omrežje in svojim uporabnikom zagotavlja določene storitve.

Strežniki lahko izvajajo shranjevanje podatkov, upravljanje baze podatkov, obdelavo opravil na daljavo, tiskanje opravil in številne druge funkcije, ki jih morda potrebujejo uporabniki omrežja. Strežnik je vir omrežnih virov. V omrežju je lahko precej veliko strežnikov in vsak lahko služi svoji skupini uporabnikov ali pa upravlja določene baze podatkov.

Delovna postaja- osebni računalnik, povezan z omrežjem, prek katerega uporabnik dostopa do njegovih virov. Omrežna delovna postaja deluje v omrežnem in lokalnem načinu. Opremljen je z lastnim operacijskim sistemom (MSDOS, Windows itd.) in uporabniku nudi vsa potrebna orodja za reševanje aplikativnih problemov. Delovne postaje, povezane s strežnikom, imenujemo odjemalci. Kot odjemalci se lahko uporabljajo tako zmogljivi računalniki za obdelavo preglednic, ki zahtevajo veliko virov, kot osebni računalniki z nizko porabo energije za preprosto obdelavo besedil. Nasprotno pa so zmogljivi računalniki običajno nameščeni kot strežniki. Zaradi potrebe po zagotavljanju hkratne obdelave zahtev velikega števila odjemalcev in dobre zaščite omrežnih podatkov pred nepooblaščenim dostopom mora strežnik upravljati specializirana operacijski sistem.

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

Omrežja enakovrednih. Namenski strežniki se ne uporabljajo v omrežjih enakovrednih (slika 2).

riž. 2. Lokacija računalnikov v omrežjih enakovrednih

Računalnik v omrežju enakovrednih lahko istočasno kot storitev uporabniku prevzame funkcije strežnika, izvaja tiskalna opravila in se odziva na zahteve datotek drugih delovnih postaj v omrežju. Seveda, če si računalnik ne deli svojega prostora na disku ali svojega tiskalnika, potem je le odjemalec v odnosu do drugih delovnih postaj, ki delujejo kot strežnik. Windows 95 ima vgrajene zmožnosti za izgradnjo omrežja enakovrednih. Če se morate povezati z drugimi omrežji enakovrednih, potem Windows 95 podpira naslednja omrežja:

NetWare Lite
- Artisoft LANtastic.

1.1.4. Topologija omrežja

Spodaj topologija se nanaša na opis mrežnih lastnosti, ki so del vseh njegovih homomorfnih transformacij, tj. takšne spremembe videz omrežje, razdalje med njegovimi elementi, njihova medsebojna razporeditev, pri kateri se razmerje teh elementov med seboj ne spremeni.

Topologijo računalniškega omrežja v veliki meri določa način medsebojne povezave računalnikov. Topologija v veliki meri določa številne pomembne lastnosti omrežja, kot so zanesljivost (možnost preživetja), zmogljivost itd. Obstajajo različni pristopi k razvrščanju topologij omrežja. Po enem od njih so konfiguracije lokalnega omrežja razdeljene v dva glavna razreda: oddaja in zaporedni.

IN konfiguracije oddajanja vsak osebni računalnik (fizični oddajnik signala) oddaja signale, ki jih lahko zaznajo drugi osebni računalniki. Take konfiguracije vključujejo topologije "skupno vodilo", "drevo", "zvezda s pasivnim središčem". Zvezdasto omrežje s pasivnim središčem si lahko predstavljamo kot nekakšno "drevo", ki ima korenino z vejo za vsako povezano napravo.

IN serijske konfiguracije vsaka fizična podplast prenaša informacije le enemu osebnemu računalniku. Primeri zaporednih konfiguracij so: arbitrarna (poljubna povezava računalnikov), hierarhična, "obroč", "veriga", "zvezda z inteligentnim središčem", "snežinka" oz.
drugo.

Najbolj optimalen z vidika zanesljivosti (možnosti delovanja omrežja v primeru izpada posameznih vozlišč ali komunikacijskih kanalov) je popolnoma povezano omrežje, tj. omrežje, v katerem je vsako omrežno vozlišče povezano z vsemi ostalimi vozlišči, pri velikem številu vozlišč pa tako omrežje zahteva veliko število komunikacijskih kanalov in je težko izvedljivo zaradi tehničnih težav in visokih stroškov. Zato so skoraj vsa omrežja nepopolno povezana.

Čeprav lahko za določeno število vozlišč v ne-mesh omrežju obstaja veliko število možnosti povezovanja omrežnih vozlišč, se v praksi običajno uporabljajo tri najpogostejše (osnovne) topologije LAN:

1. skupni avtobus;
2. prstan;
3. zvezda.

Topologija vodila (slika 3), ko so vsa omrežna vozlišča povezana z enim odprtim kanalom, običajno imenovanim vodilo.

Slika 3. Topologija "Bus"

V tem primeru eden od strojev služi kot sistemski strežnik, ki zagotavlja centraliziran dostop do skupnih datotek in baz podatkov, tiskalnikov in drugih računalniških virov.

omrežja te vrste je pridobil veliko popularnost zaradi nizkih stroškov, visoke prilagodljivosti in hitrosti prenosa podatkov, enostavnosti širjenja omrežja (priključitev novih naročnikov v omrežje ne vpliva na njegove glavne značilnosti). Slabosti topologije vodila vključujejo potrebo po uporabi precej zapletenih protokolov in ranljivost za fizične poškodbe kabla.

Topologija obroča(slika 4), ko so vsa omrežna vozlišča povezana v en zaprt obročni kanal.

Slika 4. Topologija "Ring"

Za to omrežno strukturo je značilno, da se informacije lahko prenašajo po obroču samo v eno smer in da lahko vsi povezani osebni računalniki sodelujejo pri njihovem sprejemanju in prenosu. V tem primeru mora naročnik prejemnik prejeto informacijo označiti s posebnim označevalcem, sicer se lahko pojavijo "izgubljeni" podatki, ki motijo normalno delovanje omrežja.

Kot verižna konfiguracija je obroč še posebej občutljiv na okvare: okvara katerega koli segmenta kabla povzroči prekinitev storitve za vse uporabnike. Oblikovalci LAN so vložili veliko truda, da bi rešili to težavo. Zaščita pred poškodbami ali okvarami je zagotovljena z zapiranjem obroča na povratni (rezervni) poti ali s preklopom na rezervni obroč. V obeh primerih se ohrani splošna topologija obroča.

Zvezdasta topologija(Sl. 5), ko so vsa omrežna vozlišča povezana z enim osrednjim vozliščem, se imenuje gostitelj (gostitelj) oz vozlišče.

Slika 5. Topologija "Zvezda"

Konfiguracijo lahko razumemo kot nadaljnji razvoj strukture "ukoreninjenega drevesa" z vejo za vsako povezano napravo. Preklopna naprava je običajno nameščena v središču omrežja, kar zagotavlja sposobnost preživetja sistema. LAN-i te konfiguracije se najpogosteje uporabljajo v avtomatiziranih sistemih za upravljanje pisarn, ki uporabljajo centralno bazo podatkov. Star LAN so ponavadi manj zanesljivi kot skupna vodila ali hierarhična omrežja, vendar je ta problem rešen s podvajanjem strojne opreme osrednjega mesta. Slabosti vključujejo veliko porabo kabla (včasih nekajkrat večjo od porabe v omrežjih LAN podobnih zmogljivosti s skupnim vodilom ali hierarhičnimi).

Omrežja so lahko tudi mešane topologije ( hibrid), kadar imajo ločeni deli omrežja različne topologije. Primer je lokalno omrežje FDDI, v katerem glavni ( prtljažnik) vozlišča so povezana z obročnim kanalom, druga vozlišča pa so povezana z njimi v hierarhični topologiji.

1.1.5. Stopnje interakcije računalnikov v omrežjih

V računalniškem omrežju obstaja 7 stopenj interakcije med računalniki:

fizično;
- logično;
- omrežje;
- prevoz;
- raven komunikacijskih sej;
- zastopnik;
- nivo uporabe.

Fizični sloj(fizična plast) določa električne, mehanske, postopkovne in funkcionalne specifikacije ter zagotavlja povezovalno plast z vzpostavitvijo, vzdrževanjem in prekinitvijo fizične povezave med dvema računalniškima sistemoma, ki sta neposredno povezana drug z drugim s pomočjo prenosnega medija, npr. kot analogno telefonsko vezje, radijsko vezje ali vezje iz optičnih vlaken.

Povezavni sloj(Data Link Layer) nadzoruje prenos podatkov po komunikacijskem kanalu. Glavne funkcije tega sloja so razdelitev prenesenih podatkov na dele, imenovane okvirji, ločevanje podatkov od bitnega toka, ki se prenaša na fizičnem sloju za obdelavo na omrežnem sloju, odkrivanje napak pri prenosu in obnovitev nepravilno prenesenih podatkov.

omrežni sloj(Network Layer) zagotavlja komunikacijo med dvema računalniškima sistemoma v omrežju, ki si med seboj izmenjujeta informacije. Druga funkcija omrežne plasti je usmerjanje podatkov (imenovanih paketi na tej ravni) znotraj in med omrežji (internetni protokol).

transportni sloj(Transport Layer) zagotavlja zanesljiv prenos (transport) podatkov med računalniškimi sistemi omrežja za višje nivoje. Za to se uporabljajo mehanizmi za vzpostavitev, vzdrževanje in prekinitev virtualnih kanalov (analogno namenskim telefonskim kanalom), prepoznavanje in odpravljanje napak pri prenosu ter nadzor pretoka podatkov (da se prepreči prelivanje ali izguba podatkov).

sloj seje(Sloj seje) zagotavlja vzpostavitev, vzdrževanje in prekinitev komunikacijske seje za predstavitveni sloj ter nadaljevanje nenormalno prekinjene seje.

Predstavitveni sloj(Predstavitveni sloj) zagotavlja transformacijo podatkov iz predstavitve, ki se uporablja v aplikacijskem programu enega računalniškega sistema, v predstavitev, ki se uporablja v drugem računalniškem sistemu. Funkcije predstavitvenega sloja vključujejo tudi transformacijo podatkovnih kod, njihovo šifriranje / dešifriranje in stiskanje prenesenih podatkov.

Aplikacijska plast(Application Level) se od drugih plasti modela OSI razlikuje po tem, da zagotavlja storitve za aplikacijske naloge. Ta raven določa razpoložljivost aplikacijskih nalog in virov za komunikacijo, sinhronizira medsebojno delujoče aplikacijske naloge, vzpostavlja dogovore o postopkih za odpravo napak in upravljanje celovitosti podatkov. Pomembne funkcije aplikacijskega sloja so upravljanje omrežja, pa tudi izvajanje najpogostejših sistemskih aplikacijskih nalog: E-naslov, deljenje datotek in več.

Vsak nivo mora za rešitev svoje podnaloge zagotavljati delovanje funkcij, ki jih določa model. dani ravni, dejanja (storitve) za višjo raven in interakcijo s podobno ravnjo v drugem računalniškem sistemu.

V skladu s tem vsaka stopnja interakcije ustreza naboru protokolov (tj. pravil interakcije).

Spodaj protokol se nanaša na niz pravil, ki urejajo obliko in postopke za izmenjavo informacij.

Zlasti določa, kako se vzpostavi povezava, premagajo motnje na liniji in zagotovijo nemoten prenos podatkov med modemi.

Standard pa vključuje splošno sprejet protokol ali nabor protokolov. Delovanje omrežne opreme je nemogoče brez med seboj povezanih standardov. Harmonizacijo standardov dosežemo tako z doslednimi tehničnimi rešitvami kot z združevanjem standardov. Vsako specifično omrežje ima svoj osnovni nabor protokolov.

BELORUSKA NACIONALNA TEHNIČNA UNIVERZA

MEDNARODNI INŠTITUT ZA IZOBRAŽEVANJE NA DALJAVO

TEST

AKADEMSKA DISCIPLINA: Računalniška omrežja

Vrste računalniških omrežij

Računalniška omrežja lahko razvrstimo po različnih kriterijih.

jaz. Po načelih gospodarjenja:

1. Peer-to-peer - brez namenskega strežnika. pri katerem se krmilne funkcije izmenično prenašajo z ene delovne postaje na drugo;

2. Multi-rank je omrežje, ki vključuje enega ali več namenskih strežnikov. Preostali računalniki v takem omrežju (delovne postaje) delujejo kot odjemalci.

II. Po načinu povezave:

1. "Direktna povezava"- dva osebna računalnika sta povezana s kablom. To omogoča enemu računalniku (master) dostop do virov drugega (slave);

2. "Skupni avtobus" - povezovanje računalnikov na en kabel;

3. "zvezda" - povezava prek osrednjega vozlišča;

4. "Prstan" - serijsko povezavo PC v dveh smereh.

III. Po pokritosti območja:

1. Lokalno omrežje(omrežje, v katerem se računalniki nahajajo na razdalji do enega kilometra in so običajno povezani s hitrimi komunikacijskimi linijami.) - 0,1 - 1,0 km; LAN vozlišča se nahajajo v istem prostoru, nadstropju, zgradbi.

2. Poslovno omrežje(znotraj so znotraj iste organizacije, podjetja, obrata). Število vozlišč v CVS lahko doseže več sto. Hkrati korporativno omrežje običajno vključuje ne samo osebni računalniki, temveč tudi zmogljive računalnike ter različna tehnološka oprema(roboti, tekoče linije itd.).

Korporacijsko omrežje omogoča lažje upravljanje podjetja in upravljanje tehnološkega procesa, vzpostavi jasen nadzor nad informacijskimi in proizvodnimi viri.

3. Globalno omrežje(omrežje, katerega elementi so med seboj ločeni s precejšnjo razdaljo) - do 1000 km.

Kot komunikacijske linije v globalnih omrežjih se uporabljajo tako posebej položene (na primer čezatlantski optični kabel) kot obstoječe komunikacijske linije (na primer telefonska omrežja). Število vozlišč v sistemu za oskrbo s toplo vodo lahko doseže več deset milijonov. Globalno omrežje vključuje ločena lokalna in korporativna omrežja.

4. Svetovni splet- poenotenje globalnih omrežij (Internet).

TOPOLOGIJA RAČUNALNIŠKIH OMREŽIJ

Omrežna topologija je geometrijska oblika in fizična razporeditev računalnikov med seboj. Topologija omrežja vam omogoča primerjavo in razvrščanje različnih omrežij. Obstajajo tri glavne vrste topologije:

1) zvezda;

2) Prstan;

BUS TOPOLOGIJA

Ta topologija uporablja en prenosni kanal, ki temelji na koaksialnem kablu, imenovan "bus". Vsi omrežni računalniki so povezani neposredno na vodilo. Na koncih vodilnega kabla so nameščeni posebni vtiči - "terminatorji" (terminator). Potrebni so za ugasnitev signala po prehodu skozi avtobus. Slabosti topologije "Bus" vključujejo naslednje:

Podatki, ki se prenašajo po kablu, so na voljo vsem povezanim računalnikom;

V primeru izpada vodila celotno omrežje preneha delovati.

TOPOLOGIJA "OBROČ"

Za topologijo obroča je značilna odsotnost končnih točk povezave; omrežje je zaprto in tvori neločljiv obroč, po katerem se prenašajo podatki. Ta topologija vključuje naslednji prenosni mehanizem: podatki se zaporedno prenašajo iz enega računalnika v drugega, dokler ne dosežejo prejemnega računalnika. Slabosti topologije "ring" so enake kot pri topologiji "bus":

Javna dostopnost podatkov;

Odpornost kabelskega sistema na poškodbe.

ZVEZDNA TOPOLOGIJA

V omrežju s topologijo "zvezda" so vsi računalniki povezani s posebno napravo, imenovano omrežno zvezdišče ali "vozlišče" (hub), ki opravlja funkcije distribucije podatkov. Med dvema računalnikoma v omrežju ni neposrednih povezav. Zaradi tega je mogoče rešiti problem dostopnosti javnih podatkov, pa tudi povečati odpornost kabelskega sistema na poškodbe. Vendar je omrežna funkcionalnost odvisna od stanja omrežnega zvezdišča.

Metode dostopa do operaterja v računalniških omrežjih

IN različna omrežja obstajajo različni postopki za izmenjavo podatkov med delovnimi postajami.

Mednarodni inštitut inženirjev elektrotehnike in elektronike (IEEE) je razvil standarde (IEEE802.3, IEEE802.4 in IEEE802.5), ki opisujejo metode za dostop do omrežnih podatkovnih kanalov.

Najpogostejše izvedbe dostopovnih metod so Ethernet, ArcNet in token ring. Te izvedbe temeljijo na standardih IEEE802.3, IEEE802.4 in IEEE802.5.

Ethernetni način dostopa

Ta način dostopa, ki ga je leta 1975 razvil Xerox, je najbolj priljubljen. Zagotavlja visoko hitrost in zanesljivost prenosa podatkov.

Ta metoda dostopa uporablja topologijo "skupnega vodila". Zato sporočilo, ki ga pošlje ena delovna postaja, istočasno prejmejo vse druge postaje, povezane s skupnim vodilom. Toda sporočilo je samo za eno postajo (vključuje naslov ciljne postaje in naslov pošiljatelja). Postaja, kateri je sporočilo namenjeno, ga sprejme, ostale ga ignorirajo.

Metoda ethernetnega dostopa je metoda Carter Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD - Carter Sense Multiple Access with Collision Detection).

Pred prenosom delovna postaja ugotovi, ali je kanal prost ali zaseden. Če je kanal prost, začne postaja oddajati.

Ethernet ne izključuje možnosti hkratnega prenosa sporočil dveh ali več postaj. Strojna oprema samodejno prepozna takšne konflikte. Po zaznavi trka postaje za nekaj časa odložijo prenos. Ta čas je kratek in vsaka postaja ima svojo. Po zakasnitvi se prenos nadaljuje.

V resnici konflikti povzročijo zmanjšanje zmogljivosti omrežja le, če deluje več deset ali sto postaj.

ArcNet način dostopa

To metodo je razvil Datapoint Corp. Postala je tudi zelo razširjena, predvsem zaradi dejstva, da je oprema ArcNet cenejša od opreme Ethernet ali Token-Ring.

ArcNet se uporablja v lokalnih omrežjih s topologijo zvezda. Eden od računalnikov ustvari poseben marker (sporočilo posebne vrste), ki se zaporedno prenaša iz enega računalnika v drugega.

Če želi postaja poslati sporočilo drugi postaji, mora počakati na žeton in mu dodati sporočilo skupaj z naslovom pošiljatelja in ciljnim naslovom. Ko paket doseže ciljno postajo, se sporočilo "odklopi" z markerja in prenese na postajo.

Metoda dostopa Token-Ring

Metodo dostopa Token-Ring je razvil IBM in je zasnovana za topologijo obročnega omrežja.

Ta metoda je podobna ArcNetu, saj prav tako uporablja žeton, ki se prenaša z ene postaje na drugo. Za razliko od ArcNeta vam metoda dostopa Token-Ring omogoča, da različnim delovnim postajam dodelite različne prioritete.

Komunikacijski mediji, njihove značilnosti

Koaksialni kabel

Koaksialni kabel je bil prvi tip kabla, ki se je uporabljal za povezavo računalnikov v omrežje. Ta vrsta kabla je sestavljena iz osrednjega bakrenega vodnika, prekritega s plastičnim izolacijskim materialom, ki je nato obdan z bakreno mrežo in/ali aluminijasto folijo. Ta zunanji vodnik zagotavlja ozemljitev in ščiti sredinski vodnik pred zunanjimi elektromagnetnimi motnjami. Pri polaganju omrežij se uporabljata dve vrsti kablov - "Debel koaksialni kabel" (Thicknet) in "Tanek koaksialni kabel" (Thinnet). Omrežja, ki temeljijo na koaksialnem kablu, zagotavljajo prenos s hitrostjo do 10 Mbps. Največja dolžina segment leži v območju od 185 do 500 m, odvisno od vrste kabla.

"Zvit par"

Kabel s sukano parico je danes ena najpogostejših vrst kablov. Sestavljen je iz več parov bakrenih žic, prekritih s plastičnim plaščem. Žice, ki sestavljajo vsak par, so zavite druga okoli druge, kar zagotavlja zaščito pred medsebojnimi motnjami. Kabli te vrste so razdeljeni v dva razreda - "oklopljeni sukani par" ("Shielded twisted pair") in "neoklopljeni sukani par" ("Unshielded twisted pair"). Razlika med temi razredi je v tem, da je oklopljeni sukani par bolj zaščiten pred zunanjimi elektromagnetnimi motnjami zaradi prisotnosti dodatnega oklopa iz bakrene mreže in / ali aluminijaste folije, ki obdaja kabelske žice. Omrežja s sukanim parom, odvisno od kategorije kabla, zagotavljajo prenos s hitrostjo od 10 Mbps do 1 Gbps. Dolžina segmenta kabla ne sme presegati 100 m (do 100 Mbps) ali 30 m (1 Gbps).

Optični kabel

Optični kabli so najnaprednejša kabelska tehnologija, ki omogoča hiter prenos podatkov na velike razdalje, odporen na motnje in prisluškovanje. Kabel iz optičnih vlaken je sestavljen iz osrednjega steklenega ali plastičnega vodnika, obdanega s plastjo steklene ali plastične prevleke in zunanjega zaščitnega ovoja. Prenos podatkov se izvaja z uporabo laserskega ali LED oddajnika, ki pošilja enosmerne svetlobne impulze skozi sredinski vodnik. Signal na drugem koncu sprejme fotodiodni sprejemnik, ki pretvori svetlobne impulze v električne signale, ki jih lahko obdela računalnik. Hitrost prenosa za omrežja z optičnimi vlakni se giblje od 100 Mbps do 2 Gbps. Omejitev dolžine segmenta je 2 km.

Računalniško omrežje je povezava med dvema ali več računalniki. Na splošno je za ustvarjanje računalniškega omrežja potrebna posebna strojna oprema (omrežna oprema) in programsko opremo(omrežna programska oprema). Najenostavnejša povezava med dvema računalnikoma za izmenjavo podatkov se imenuje neposredna povezava. V tem primeru ni potrebna dodatna strojna ali programska oprema. Vlogo strojne povezave opravljajo standardna vzporedna vrata, vsa programska oprema pa je že v operacijskem sistemu. Prednost direktne povezave je njena preprostost, slabost je nizka hitrost prenos podatkov.

Omrežja so razdeljena na lokalno in globalno. Namen vseh vrst omrežij ima en sam namen - zagotoviti skupni dostop do skupni viri: strojna oprema, programska oprema in informacije (podatkovni viri).

Glede na naravo izvedenih funkcij je omrežje razdeljeno na:

O računalništvu, zasnovan za reševanje problemov krmiljenja na podlagi računalniške obdelave izvornih informacij;

Informativni, namenjen pridobivanju referenčnih podatkov na zahtevo uporabnikov;

Mešano, v katerem se izvajajo računalniške in informacijske funkcije.

Glede na način upravljanja omrežja jih delimo na omrežja:

Z decentraliziranim upravljanjem – vsak računalnik, ki je del omrežja, vključuje celoten nabor programskih orodij za usklajevanje omrežnih operacij;

S centraliziranim upravljanjem - usklajevanje dela računalnikov poteka pod nadzorom enega OS;

Z mešanim nadzorom - pod centraliziranim nadzorom se rešujejo naloge, ki imajo najvišjo prednost in so praviloma povezane z obdelavo velike količine informacij.

Plasti komunikacijskega modela:

1. Aplikacijska plast- uporabnik ustvari dokument z uporabo aplikacij.

2. Predstavitveni sloj- Operacijski sistem računalnika določi, kje se nahajajo podatki, in omogoči interakcijo z naslednjo ravnjo.

3. sloj seje- računalnik komunicira z omrežjem: preveri uporabnikovo pravico do dostopa do omrežja in prenese dokument v protokole transportne plasti.

4. transportni sloj- dokument se pretvori v obliko, v kateri naj bi posredoval podatke v uporabljenem omrežju.

5. omrežni sloj določa pot gibanja podatkov v omrežju.

6. Raven povezave potrebno za modulacijo signalov v skladu s podatki, prejetimi iz omrežne plasti. V računalniku se te funkcije izvajajo LAN kartico ali modem.

7. Fizični sloj. Na tej ravni poteka pravi prenos podatkov. Ni dokumentov, paketov, bajtov - samo biti. Obnova dokumenta poteka postopoma, ko se premaknete iz spodnje ravni na zgornjo. Objekti fizičnega sloja so zunaj računalnika. V lokalnih omrežjih je to oprema samega omrežja. Za klicno komunikacijo z uporabo modemov, ta linija telefonski priključek, stikalna oprema itd.

Različni sloji protokola strežnika in odjemalca med seboj ne komunicirajo neposredno, ampak prek fizični sloj. Postopoma se premika od najvišji nivo na dno se podatki nenehno pretvarjajo. To ustvarja učinek navidezne interakcije med nivoji. Kljub virtualnosti pa so to še vedno povezave, po katerih gredo tudi podatki. Vse storitve temeljijo na virtualnih povezavah sodobni internet.

Lokalna omrežja (LAN).Če se računalniki nahajajo blizu drug drugega, uporabljajo skupen nabor omrežne opreme in jih nadzoruje en programski paket, se takšno omrežje imenuje lokalno omrežje. Ustvarjanje lokalnih omrežij je značilno za posamezne oddelke podjetij. Razmislimo o organizaciji izmenjave informacij modela interakcije v LAN.

V strežniških lokalnih omrežjih sta implementirana dva modela interakcije uporabnika z delovnimi postajami: datotečni strežnik in model odjemalec-strežnik. V prvem modelu strežnik omogoča dostop do podatkovnih datotek za vsako delovno postajo in tu se njegovo delo konča. Na primer, če se za pridobivanje informacij o davkoplačevalcih, ki živijo na določeni ulici v Moskvi, uporablja podatkovna zbirka datotečnega strežnika, bo celotna tabela za teritorialno okrožje poslana po omrežju, vi pa se odločite, kateri vnosi v njej ki izpolnjujejo zahtevo in katere ne.delovna postaja sama. Tako delovanje modela "datotečni strežnik" vodi do prezasedenosti omrežja.

Odprava teh pomanjkljivosti je dosežena v modelu "odjemalec-strežnik". V tem primeru aplikacijski sistem je razdeljen na dva dela: zunanji, ki je obrnjen proti uporabniku in se imenuje odjemalec, ter notranji, ki služi in se imenuje strežnik. Strežnik je stroj, ki ima vire in jih zagotavlja, odjemalec pa je potencialni potrošnik teh virov. Viri lahko igrajo vlogo datotečni sistem(datotečni strežnik), procesor (računalniški strežnik), baza podatkov (strežnik baze podatkov), tiskalnik (tiskalnik-strežnik) itd. Ker strežnik (ali strežniki) hkrati služi več odjemalcem, mora na strežniškem računalniku delovati večopravilni operacijski sistem.

V modelu odjemalec-strežnik ima strežnik aktivno vlogo, saj njegova programska oprema prisili strežnik, da "najprej razmišlja, nato ukrepa." Pretok informacij, ki teče po omrežju, postane manjši, saj strežnik najprej obdela zahteve in nato pošlje tisto, kar odjemalec potrebuje. Strežnik tudi nadzoruje, ali je možen dostop do zapisov na individualni osnovi, kar zagotavlja večjo varnost podatkov.

V modelu "odjemalec-strežnik", ustvarjenem na osnovi osebnega računalnika, je predlagano naslednje:

Omrežje vsebuje veliko število strežnikov in odjemalcev;

Osnovo računalniškega sistema predstavljajo delovne postaje, od katerih vsaka deluje kot odjemalec in zahteva informacije, ki se nahajajo na strežniku;

Uporabnik sistema je oproščen potrebe po tem, da bi vedel, kje se nahaja informacija, ki jo potrebuje, preprosto zahteva tisto, kar potrebuje;

Sistem je implementiran kot odprta arhitektura, ki združuje računalnike različnih razredov in tipov z različnimi sistemi.

konfiguracijo LAN. Konfiguracija lokalnega omrežja se imenuje topologija. Najpogostejše topologije so:

- pnevmatika- eden od strojev služi kot sistemski strežnik, ki zagotavlja centraliziran dostop do skupnih datotek, baz podatkov in drugih računalniških virov;

- prstan- informacije na obroču se lahko prenašajo samo v eno smer;

- zvezda(radialno) - v središču omrežja je stikalna naprava, ki zagotavlja sposobnost preživetja sistema;

- snežinka(multi-connected) - topologija z datotečnim strežnikom za različne delovne skupine in enim centralnim strežnikom za celotno omrežje;

- hierarhično(drevo) - nastane s povezavo več vodil v korenski sistem, kjer se nahajajo najpomembnejše komponente LAN-a.

V praksi so pogostejša hibridna lokalna omrežja, ki so prilagojena zahtevam posamezne stranke in združujejo drobce različnih topologij. Lokalna omrežja se lahko med seboj kombinirajo, tudi če so med njimi zelo velike razdalje. V tem primeru se uporabljajo običajna komunikacijska sredstva: telefonske linije, radijske postaje, optični vodi, satelitsko povezavo itd. Pri povezovanju dveh ali več omrežij nastane globalno omrežje. Globalno omrežje lahko pokriva mesto, regijo, državo, celino in ves svet. V primerih, ko se križajo omrežja, ki delujejo na različnih protokolih, je treba podatke prenesti iz formata, ki je sprejet v enem omrežju, v format, ki je sprejet v drugem omrežju. Računalniki ali programi, ki opravljajo to funkcijo, se imenujejo prehodi. Če so povezana omrežja, ki uporabljajo iste protokole, se oprema, ki stoji med njimi, imenuje mostovi.

Metode dostopa do omrežja LAN. Glede na metode v omrežju ločimo najpogostejša omrežja kot so Ethernet, ArcNet, Token Ring.

ethernet- metoda večkratnega dostopa. Pred prenosom delovna postaja ugotovi, ali je kanal prost ali zaseden. Če je prosto, začne postaja oddajati. Za to metodo se uporablja topologija vodila. Sporočilo, ki ga pošlje ena delovna postaja, istočasno prejmejo vse druge postaje, povezane na skupno vodilo. Sporočilo ignorirajo vse postaje, razen pošiljatelja in prejemnika.

Arcnet- uporablja se v omrežju LAN s topologijo zvezda. Eden od osebnih računalnikov ustvari poseben žeton, ki se zaporedno prenaša iz enega računalnika v drugega. Če postaja pošlje sporočilo drugi postaji, mora počakati na žeton in mu dodati sporočilo skupaj z naslovom pošiljatelja in ciljnim naslovom. Ko paket doseže ciljno postajo, bo sporočilo odstranjeno iz žetona in posredovano postaji.

token ring- Zasnovan za obročasto strukturo in uporablja tudi marker, ki se prenaša z ene postaje na drugo. Toda z njim je mogoče različnim delovnim postajam dodeliti različne prioritete. Pri tej metodi se žeton premika po obroču in daje zaporednim računalnikom na njem pravico do prenosa.

Zagotavljanje varnosti informacij v računalniških omrežjih. Pri povezovanju lokalnega omrežja z globalnim omrežjem ima koncept pomembno vlogo varnost omrežja. Omejiti je treba dostop do lokalnega omrežja za nepooblaščene osebe od zunaj, kakor tudi dostop izven lokalnega omrežja za zaposlene v podjetju, ki nimajo ustreznih pravic. Za zagotovitev varnosti omrežja med lokalnimi in globalno omrežje namestite požarne zidove – računalnike ali programe, ki preprečujejo nepooblaščen prenos podatkov med omrežji.

Globalno informacijsko omrežje Internet. Internet je v ožjem smislu kombinacija omrežij. Vendar je v zadnjih letih beseda dobila širši pomen: svetovni splet. Internet lahko v fizičnem smislu razumemo kot več milijonov računalnikov, ki so med seboj povezani z najrazličnejšimi komunikacijskimi linijami. Vendar je ta fizični pogled zelo ozek.

Internet je nekakšen informacijski prostor, v katerem podatki nenehno krožijo. V tem smislu ga lahko primerjamo s televizijo in radiem, čeprav je očitna razlika v tem, da v etru ni mogoče shranjevati nobenih informacij, medtem ko se na internetu premikajo med računalniki, ki sestavljajo omrežna vozlišča, in so shranjene na trdih diskih za nekaj časa. Razmislite o načelih delovanja interneta.

Leto 1983 velja za rojstvo interneta. Letos je prišlo do revolucionarnih sprememb programske opreme za računalniško komunikacijo. Rojstni dan v sodobnem pomenu besede je bil datum standardizacije komunikacijskega protokola TCP / IP, ki je osnova Svetovni splet do današnjih dni.

TCP je protokol transportne plasti. Nadzoruje, kako se informacije prenašajo. Po protokolu TCP se poslani podatki "razrežejo" na majhne pakete, nato pa se vsak paket označi tako, da vsebuje podatke, potrebne za pravilno sestavo dokumenta na prejemnikovem računalniku.

Protokol IP je naslovljiv. On pripada omrežni sloj in določa, kje poteka prenos. Njegovo bistvo je, da mora imeti vsak član svetovnega spleta svoj edinstven naslov (IP naslov). Ta naslov je izražen v štirih bajtih. Vsak računalnik, skozi katerega gre paket TCP, lahko iz teh štirih številk določi, kateremu od najbližjih sosedov je treba poslati paket, da bo "bližje" prejemniku. Zaradi končnega števila prenosov paket doseže želeni naslov.

Glavni informacijski viri Internet:

1. Oddaljeni dostop do omrežnih virov TELNET. Zgodovinsko gledano je ena najzgodnejših služba daljinec Telnet računalnik. Če se povežete z oddaljenim računalnikom s protokolom te storitve, lahko nadzirate njegovo delovanje. Tak nadzor imenujemo tudi konzola ali terminal. Protokoli Telnet se pogosto uporabljajo za daljinec tehnične predmete.

2. E-pošta:

- E-pošta (E-pošta). Poštni strežniki sprejemajo sporočila odjemalcev in jih po verigi posredujejo do prejemnikovih poštnih strežnikov, kjer se ta sporočila kopičijo. Ko se vzpostavi povezava med ciljem in njegovim poštni strežnik dohodna sporočila se samodejno prenesejo v prejemnikov računalnik. Poštna storitev temelji na dveh protokolih: SMTP in POP3. Po prvem se korespondenca pošlje iz računalnika na strežnik, po drugem pa prejeta sporočila. Obstaja veliko različnih programov postenja za stranke.

- Poštni seznami. Gre za posebne tematske strežnike, ki zbirajo informacije o določenih temah in jih posredujejo naročnikom v obliki e-poštnih sporočil. Dopisni seznami vam omogočajo učinkovito reševanje vprašanj redne dostave podatkov.

- Telekonferenčna storitev (Usenet). Storitev telekonference je podobna oddajanju e-pošte, pri kateri se eno sporočilo pošlje veliki skupini. Take skupine imenujemo novičarske skupine ali novičarske skupine. Sporočila, usmerjena na strežnik novičarske skupine, se z njega pošljejo vsem strežnikom, s katerimi je povezan, če nimajo sporočila. Na vsakem od strežnikov je prejeto sporočilo shranjeno za omejen čas in ga lahko vsak prebere. Vsak dan se po vsem svetu ustvari približno milijon objav v novičarskih skupinah. Celoten telekonferenčni sistem je razdeljen na tematske sklope.

3. Tehnologija svetovnega spleta (WWW). Storitev svetovnega spleta (WWW). Je danes najbolj priljubljena storitev na internetu. To je enoten informacijski prostor, sestavljen iz stotin milijonov med seboj povezanih informacij elektronske dokumente shranjenih na spletnih strežnikih. Posamezni dokumenti, ki sestavljajo spletni prostor, se imenujejo spletne strani. Skupine tematskih spletnih strani imenujemo spletna mesta. En fizični spletni strežnik lahko vsebuje kar nekaj spletnih strani, od katerih ima vsaka običajno dodeljen ločen imenik na trdem disku strežnika. Programi za pregledovanje spletnih strani se imenujejo brskalniki ali brskalniki. Brskalnik prikaže dokument na zaslonu, voden po ukazih, ki jih je avtor vdelal v besedilo. Takšni ukazi se imenujejo oznake. Pravila za pisanje oznak so zapisana v specifikaciji posebnega označevalnega jezika, imenovanega Hypertext Markup Language – HTML. Obstaja možnost vdelave grafičnih in multimedijskih dokumentov v hipertekst.

Najpomembnejša lastnost spletnih strani so hiperbesedilne povezave. Vsak del besedila je mogoče povezati z drugim spletnim dokumentom, kar pomeni, da je mogoče nastaviti hiperpovezavo. Hiperbesedilna povezava med stotinami milijonov dokumentov je osnova za obstoj logičnega prostora svetovnega spleta. Naslov katere koli datoteke v svetovnem merilu je določen z enotnim lokatorjem virov - URL. URL je sestavljen iz treh delov:

Podaja protokol storitve, ki dostopa do tega vira. Za WWW se uporablja protokol HTTP (http://…);

Navedba imena domene strežnika, na katerem je ta vir shranjen (http://www.abcde.com);

Določitev celotne poti do datoteke v tem računalniku (http://www.abcde.com/Files/New/abcdefg.zip).

Naslov vira je povezan s hiperbesedilnimi povezavami na spletnih straneh v obliki URL-ja. Ko kliknete hiperpovezavo, brskalnik pošlje zahtevo za iskanje in dostavo vira, določenega v povezavi.

4. Storitev domenskih imen (DNS). Naslov IP je primeren za računalnik, vendar nepriročen za ljudi, zato obstaja bolj priročna oblika zapisa, ki uporablja domenski sistem. Na primer: www.microsoft.com, microsoft- Domena strežnik - prejmemo ob registraciji, com - končnico, ki določa lastništvo domene. Najpogostejše so naslednje pripone: com – strežnik komercialne organizacije; gov - strežnik vladne organizacije; edu je šolski strežnik. Tak sistem je sprejet v ZDA, v drugih državah namesto vrste strežnika navedite kodo države, na primer Rusija - ru. Imena domen je treba prevesti v IP naslove. To počnejo strežniki Domain Name Service.

4. FTP izmenjava datotek:

- Storitve prenosa datotek (FTP). Prejemanje in pošiljanje datotek predstavlja pomemben odstotek drugih internetnih storitev. Storitev FTP ima lastne strežnike, ki hranijo arhive podatkov.

- Storitev IRC (klepetalnice, klepetalnice). Zasnovan za neposredno komunikacijo več ljudi v realnem času.

- storitev ICQ. Ta storitev je zasnovana za iskanje omrežnega naslova IP osebe, ki je povezana ta trenutek na internet. Potreba po taki storitvi je posledica dejstva, da večina uporabnikov nima stalnega naslova IP. Za uporabo te storitve se morate registrirati na njenem osrednjem strežniku in pridobiti identifikacijsko številko (UIN). Če poznate UIN prejemnika, vendar ne poznate njegovega trenutnega naslova IP, mu lahko pošljete sporočilo. V tem primeru storitev ICQ prevzame značaj internetnega pozivnika.

Današnji članek odpira novo rubriko na blogu, ki se bo imenovala " omrežja". Ta razdelek bo zajemal širok spekter vprašanj, povezanih z računalniška omrežja. Prvi članki rubrike bodo namenjeni razlagi nekaterih osnovnih konceptov, s katerimi se boste srečali pri delu z omrežjem. In danes bomo govorili o tem, katere komponente bodo potrebne za ustvarjanje omrežja in katere obstajajo. vrste omrežij.

Računalniško omrežje je skupek računalniške in omrežne opreme, povezane preko komunikacijskih kanalov v enoten sistem. Za ustvarjanje računalniškega omrežja potrebujemo naslednje komponente:

• računalniki, ki imajo omrežne zmogljivosti (na primer omrežna kartica, ki je v vsakem sodobnem računalniku);
• prenosni medij ali komunikacijski kanali (kabelski, satelitski, telefonski, optični in radijski kanali);
• omrežna oprema (na primer stikalo ali usmerjevalnik);
• omrežna programska oprema (običajno priložena operacijskemu sistemu ali priložena omrežni opremi).

Računalniška omrežja običajno delimo na dve glavni vrsti: globalna in lokalna.

Lokalna omrežja(Lokalno omrežje - LAN) imajo zaprto infrastrukturo, preden dosežejo ponudnike internetnih storitev. Izraz "lokalno omrežje" lahko opisuje tako majhno pisarniško omrežje kot omrežje velike tovarne, ki pokriva več hektarjev. V zvezi z organizacijami, podjetji, podjetji se uporablja izraz korporativno omrežje – lokalno omrežje ločene organizacije ( pravna oseba) ne glede na ozemlje, ki ga zaseda.
Korporativna omrežja so omrežja zaprtega tipa, dostop do njih je dovoljen le omejenemu krogu uporabnikov (na primer zaposlenim v podjetju). Globalna omrežja so osredotočena na služenje vsem uporabnikom.

Globalno omrežje(široko omrežje - WAN) obsega velika geografska območja in je sestavljena iz številnih lokalnih omrežij. Vsi poznajo globalno omrežje, ki ga sestavlja več tisoč omrežij in računalnikov - to je internet.

Skrbnik sistema se mora ukvarjati z lokalnimi (korporacijskimi) omrežji. Tipičen uporabniški računalnik, povezan v lokalno omrežje, se imenuje delovna postaja . Imenuje se računalnik, ki svoje vire deli z drugimi računalniki v omrežju strežnik ; in računalnik, ki dostopa do skupnih virov na strežniku, je stranka .

Obstajajo različne vrste strežnikov: datotečni (za shranjevanje datotek v skupni rabi), strežniki baz podatkov, aplikacijski strežniki (zagotavljajo oddaljeno delovanje programov na odjemalcih), spletni strežniki (za shranjevanje spletnih vsebin) in drugi.

Obremenitev omrežja je označena s parametrom, imenovanim promet. Promet je pretok sporočil v podatkovnem omrežju. Razume se kot kvantitativna meritev števila podatkovnih blokov, ki gredo skozi omrežje, in njihove dolžine, izražene v bitih na sekundo. Na primer, hitrost prenosa podatkov v sodobnih lokalnih omrežjih je lahko 100Mbps ali 1Gbps

Trenutno je na svetu ogromno vseh vrst omrežne in računalniške opreme, ki vam omogoča organiziranje različnih računalniških omrežij. Vso raznolikost računalniških omrežij lahko glede na različne kriterije razdelimo na več vrst:

Po ozemlju:

• lokalni - pokrivajo majhna območja in se nahajajo znotraj posameznih pisarn, bank, korporacij, hiš;
• regionalni - nastanejo z združevanjem lokalnih omrežij na ločenih ozemljih;
• globalno (internet).

Po načinu povezovanja računalnikov:

• žično (računalniki so povezani prek kabla);
• brezžično (računalniki izmenjujejo informacije prek radijskih valov. Npr WI-FI tehnologije ali bluetooth).

Nadzorna metoda:

• s centraliziranim upravljanjem - en ali več strojev (strežnikov) je dodeljenih za upravljanje procesa izmenjave podatkov v omrežju;
• decentralizirana omrežja - ne vsebujejo namenskih strežnikov, funkcije upravljanja omrežja se izmenično prenašajo iz enega računalnika v drugega.

Glede na sestavo računalniških naprav:

• homogeni - združujejo homogena računalniška orodja (računalnike);
• heterogeni - združujejo različna računalniška orodja (na primer: osebne računalnike, trgovalne terminale, spletne kamere in omrežno shranjevanje).

Po vrsti prenosnega medija omrežja delimo na optična, s prenosom informacij po radijskih kanalih, v infrardečem območju, prek satelitski kanal itd.

Morda boste naleteli na druge klasifikacije računalniških omrežij. običajno, sistemski administrator ukvarjati se je treba z lokalnimi žičnimi omrežji s centraliziranim ali decentraliziranim nadzorom.

Ti modeli definirajo interakcijo računalnikov v lokalni računalniško omrežje. V omrežju enakovrednih so vsi računalniki med seboj enaki. V tem primeru se vse informacije v sistemu porazdelijo med posamezne računalnike. Vsak uporabnik lahko dovoli ali zavrne dostop do podatkov, shranjenih na njegovem računalniku.

Delovna skupina je neodvisna rešitev organizacija računalniškega omrežja za manjše število računalnikov, ki ima arhitekturo peer-to-peer in proces avtentikacije v katerem poteka na podlagi lokalne baze podatkov, ki je shranjena na vsakem od računalnikov v delovni skupini

V omrežju enakovrednih ima uporabnik, ki dela na katerem koli računalniku, dostop do virov vseh drugih računalnikov v omrežju. Na primer, ko sedite za enim računalnikom, lahko urejate datoteke, ki se nahajajo v drugem računalniku, jih natisnete na tiskalniku, povezanem s tretjim, izvajate programe na četrtem.

Prednosti tega modela organizacije LAN so enostavna implementacija in prihranek stroškov, saj ni potrebe po nakupu dragega strežnika.

Kljub enostavnosti izvedbe, ta model ima številne pomanjkljivosti:

• 1. Nizka zmogljivost z velikim številom povezanih računalnikov;
• 2. Pomanjkanje enotne informacijske baze;
• 3. Odsotnost enoten sistem varnost informacij;
• 4. Odvisnost dostopnosti informacij v sistemu od stanja računalnika, t.j. Če je računalnik izklopljen, bodo vse informacije, shranjene v njem, nedostopne.

Aktivni imenik

Aktivni imenik omogoča skrbnikom upravljanje vseh prijavljenih virov z enega delovnega mesta: datoteke, periferne naprave, podatkovne baze, strežniške povezave, spletni dostop, uporabniki, storitve.

V omrežjih, kjer je DNS nameščen za podporo imeniške storitve Active Directory, je zelo priporočljiva uporaba osrednjih območij, integriranih v imeniško storitev, ki zagotavljajo naslednje prednosti:

• 1. Glavna nadgradnja strežnika in napredne varnostne funkcije, ki temeljijo na zmogljivostih Active Directory.
• 2. Replikacija in sinhronizacija območij z novimi domenskimi krmilniki se izvede samodejno vsakič, ko je v domeno Active Directory dodan nov krmilnik.
• 3. S shranjevanjem podatkovnih baz območja DNS v Active Directory lahko poenostavite podvajanje baze podatkov v vašem omrežju.
• 4. Podvajanje imenika je hitrejše in učinkovitejše od standardnega podvajanja DNS.

Ker se replikacija imenika Active Directory izvaja na ravni posamezne lastnosti, se razširijo samo potrebne spremembe. Vendar cone, integrirane v imenik, uporabljajo in pošiljajo manj podatkov.

Prednosti takega modela so:

• 1. Visoka zmogljivost omrežja;
• 2. Razpoložljivost enotne informacijske baze;
• 3. Razpoložljivost enotnega varnostnega sistema.

Vendar ima ta model tudi slabosti. Glavna pomanjkljivost je, da so stroški ustvarjanja omrežja odjemalec-strežnik veliko višji zaradi potrebe po nakupu posebnega strežnika. Pomanjkljivosti vključujejo tudi prisotnost dodatne potrebe po servisnem osebju - skrbniku omrežja.

Za to organizacijo je bilo izbrano lokalno omrežje po modelu odjemalec-strežnik. Strežnik v tej organizaciji bo predstavljen v obliki računalnika iz razreda št. 2, do katerega bo imelo dostop samo vodstveno osebje internetne kavarne. Strežnik bo zaradi zaščite postavljen v posebno računalniško omarico.