Enligt metoden för nätverkshantering. Huvudkomponenter och typer av datornätverk. Grundläggande mjukvara och hårdvarukomponenter i nätverket

1.1. Allmänna egenskaper hos information och datornätverk

Slutet av 1900-talet präglades av ett aldrig tidigare skådat språng i utvecklingen av global informations- och kommunikationsteknik - det tredje efter upptäckten av kanaler för att överföra ljud- och videosignaler, vilket radikalt påverkade utvecklingen av mediesystemet, efter radio och TV sändningar uppfanns nätverkstekniker, baserad på en annan, digital, metod för att överföra information, vilket ledde till bildandet av en ny miljö för spridning av informationsflöden.

Tillsammans med autonom drift En betydande ökning av effektiviteten i att använda datorer kan uppnås genom att kombinera dem i datornätverk.

Ett datornätverk i ordets breda betydelse hänvisar till vilken uppsättning datorer som helst som är sammankopplade med kommunikationskanaler för dataöverföring..

Det finns ett antal goda skäl för att koppla ihop datorer i ett nätverk.

för det första, tillåter resursdelning flera datorer eller andra enheter att dela åtkomst till en separat disk (filserver), CD-ROM-enhet, bandenhet, skrivare, plottrar, skannrar och annan utrustning, vilket minskar kostnaderna för varje enskild användare.

För det andra Förutom att dela dyra kringutrustning är det möjligt att på liknande sätt använda nätverksversioner av applikationsprogramvara.

Tredje, ger datornätverk nya former av interaktion mellan användare i ett team, till exempel när man arbetar med ett gemensamt projekt.

Fjärde, blir det möjligt att använda gemensamma kommunikationsmedel mellan olika applikationssystem (kommunikationstjänster, data- och videoöverföring, tal, etc.). Av särskild betydelse är organisationen av distribuerad databehandling. När det gäller centraliserad lagring av information förenklas processerna för att säkerställa dess integritet, såväl som säkerhetskopiering, avsevärt.

1.1.1. Grundläggande mjukvara och hårdvarukomponenter i nätverket

Datornätverkär en komplex uppsättning sammankopplade och koordinerade mjukvaru- och hårdvarukomponenter.

Att studera nätverket som helhet förutsätter kunskap om funktionsprinciperna för dess individuella delar:

Datorer;
- kommunikationsutrustning;
- operativsystem;
- nätverksapplikationer.

Hela nätverkets hård- och mjukvarukomplex kan beskrivas med en flerskiktsmodell. I hjärtat av alla nätverk finns ett hårdvarulager av standardiserade datorplattformar, d.v.s. systemet för slutanvändaren av nätverket, vilket kan vara en dator eller en terminalenhet (valfri in-/utdata eller informationsvisningsenhet). Datorer på nätverksnoder kallas ibland värdmaskiner eller helt enkelt värdar.

För närvarande används datorer av olika klasser i stor utsträckning och framgångsrikt i nätverk - från persondatorer till stordatorer och superdatorer. Uppsättningen datorer i nätverket måste motsvara de olika uppgifter som nätverket löser.

Andra lagret– Det här är kommunikationsutrustning. Även om datorer är centrala för databehandling i nätverk, har kommunikationsenheter nyligen börjat spela en lika viktig roll.

Kabelsystem, repeatrar, bryggor, switchar, routrar och modulära hubbar har gått från att vara extra nätverkskomponenter till att bli väsentliga komponenter, tillsammans med datorer och systemprogramvara, både vad gäller deras inverkan på nätverksprestanda och kostnad. Idag kan en kommunikationsenhet vara en komplex, specialiserad multiprocessor som måste konfigureras, optimeras och hanteras.

Tredje lagret, som utgör nätverkets mjukvaruplattform, är operativsystem (OS). Effektiviteten i hela nätverket beror på vilka koncept för hantering av lokala och distribuerade resurser som ligger till grund för nätverkets OS.

Det översta lagret av nätverksverktyg är olika nätverksapplikationer, såsom nätverksdatabaser, e-postsystem, dataarkiveringsverktyg, teamwork-automationssystem, etc.

Det är viktigt att förstå utbudet av funktioner som applikationer tillhandahåller för olika applikationer och hur kompatibla de är med andra nätverksapplikationer och operativsystem.

Dataöverföringskanaler över datornätverk. För att datorer ska kunna kommunicera med varandra i ett nätverk måste de vara anslutna till varandra med hjälp av något fysiskt överföringsmedium.

Huvudtyper av överföringsmedia som används i datornätverk är:

Analoga publika telefonkanaler;
- Digitala kanaler;
- Kabelkanaler för smalband och bredband.
- Radiokanaler och satellitkommunikationskanaler.
- fiberoptiska kommunikationskanaler.

Analoga kommunikationskanaler var de första som användes för dataöverföring i datanät och gjorde det möjligt att använda de då redan utvecklade allmänna telefonnäten.

Dataöverföring över analoga kanaler kan utföras på två sätt.

På första metoden telefonkanaler (ett eller två par ledningar) genom telefonväxlar kopplar fysiskt samman två enheter som implementerar kommunikationsfunktioner med datorer anslutna till dem. Sådana kopplingar kallas dedikerade rader eller direkta anslutningar.

Andra sättet– detta är upprättandet av en anslutning genom att slå ett telefonnummer (med växlade linjer).

Kvaliteten på dataöverföring över dedikerade kanaler är vanligtvis högre och anslutningen upprättas snabbare. Dessutom kräver varje dedikerad kanal sin egen kommunikationsenhet (även om det också finns flerkanalskommunikationsenheter), och med uppringd kommunikation kan en kommunikationsenhet användas för att kommunicera med andra noder.

Digitala kommunikationskanaler. Parallellt med användningen av analoga telefonnät för dator-till-dator-interaktion påbörjades metoder för att överföra data i diskret (digital) form över obelastade telefonkanaler (dvs telefonkanaler till vilka den elektriska spänningen som används i telefonnätet inte tillförs) att utveckla - digitala kanaler.

Det bör noteras att tillsammans med diskreta data kan analog information (röst, video, fax, etc.) omvandlad till digital form också överföras över en digital kanal.

De högsta hastigheterna över korta sträckor kan fås genom att använda ett speciellt tvinnat trådpar (för att undvika interaktion mellan intilliggande trådar), s.k. tvinnat par(TR – Twisted Pair).

Kabelkanaler eller koaxialpar De är två cylindriska ledare på samma axel, åtskilda av en dielektrisk beläggning. En typ av koaxialkabel (med ett motstånd på 50 ohm), används främst för överföring av smalband digitala signaler, en annan typ av kabel (med ett motstånd på 75 Ohm) - för överföring av analoga och digitala bredbandssignaler. Smalband och bredbandskablar som direkt kopplar kommunikationsutrustning till varandra gör att du kan utbyta data i höga hastigheter (upp till flera megabit/s) i analogt eller digitalt
form.

Radiokanaler och satellitkommunikationskanaler. Användningen av radiovågor av olika frekvenser i datornätverk som sändande medium är kostnadseffektivt antingen för kommunikation över långa och ultralånga avstånd (med hjälp av satelliter), eller för kommunikation med svåråtkomliga, mobila eller tillfälligt använda objekt.

De frekvenser som radionätverk fungerar på utomlands använder vanligtvis 2-40 GHz-intervallet (särskilt 4-6 GHz-intervallet). Noder i ett radionätverk kan placeras (beroende på vilken utrustning som används) på ett avstånd av upp till 100 km från varandra.

Satelliter innehåller vanligtvis flera förstärkare (eller transpondrar), som var och en tar emot signaler i ett givet frekvensområde (vanligtvis 6 eller 14 GHz) och regenererar dem i ett annat frekvensområde (till exempel 4 eller 12 GHz). För dataöverföring används vanligtvis geostationära satelliter, placerade i en ekvatorial bana på en höjd av 36 000 km. Detta avstånd ger en betydande signalfördröjning (i genomsnitt 270 ms), för vilken speciella metoder används för att kompensera.

Förutom datautbyte inom radioområdet har den nyligen använts för kommunikation över korta avstånd (vanligtvis inom ett rum). infraröd strålning.

I fiberoptiska kommunikationskanaler Fenomenet total intern reflektion av ljus, känt från fysiken, används, vilket gör det möjligt att överföra ljusströmmar inuti en fiberoptisk kabel över långa avstånd med praktiskt taget inga förluster. Ljusemitterande dioder (LED) eller laserdioder används som ljuskällor i en fiberoptisk kabel och fotoceller används som mottagare.

Fiberoptiska kommunikationskanaler, trots sin högre kostnad jämfört med andra typer av kommunikation, blir allt mer utbredda, och inte bara för kommunikation på korta avstånd, men även på intracity och intercity avsnitt.

I datornätverk kan tre teknologier användas för att överföra data mellan nätverksnoder: kretsväxling, meddelandeväxling och paketväxling.

Kretskoppling, som tillhandahålls av det allmänna telefonnätet, tillåter att med hjälp av växlar upprätta en direkt förbindelse mellan nätnoder.

På meddelandebyte enheter som kallas switchar och som är gjorda på basis av universella eller specialiserade datorer låter dig ackumulera (buffert) meddelanden och skicka dem i enlighet med ett givet prioritetssystem och routingprinciper till andra nätverksnoder. Att använda meddelandeväxling kan öka leveranstiden för meddelanden jämfört med kretsväxling, men det jämnar ut nätverkstoppar och förbättrar nätverkets överlevnadsförmåga.

På paketväxling användardata delas upp i mindre delar - paket, och varje paket innehåller tjänstefält och ett datafält. Det finns två huvudmetoder för dataöverföring under paketväxling: en virtuell kanal, när en anslutning upprättas och upprätthålls mellan noder som om över en dedikerad kanal (även om den fysiska dataöverföringskanalen faktiskt är uppdelad mellan flera användare) och datagramläge, när varje paket från en uppsättning paket som innehåller användardata sänds mellan noder oberoende av varandra. Den första anslutningsmetoden kallas också kontaktläge(anslutningsläge), andra – kontaktlöst(anslutningslöst läge).

1.1.2. Klassificering av datornätverk

Kombinationen av komponenterna som diskuterats ovan till ett nätverk kan göras på olika sätt och medel. Baserat på sammansättningen av deras komponenter, metoder för deras anslutning, användningsomfång och andra egenskaper, kan nätverk delas in i klasser på ett sådant sätt att det beskrivna nätverkets tillhörighet till en viss klass tillräckligt kan karakterisera egenskaperna och kvalitetsparametrarna. av nätverket.

Denna typ av klassificering av nätverk är dock ganska godtycklig. Den mest utbredda uppdelningen idag är dator nätverk baserat på territoriellt läge.

Baserat på denna funktion är nätverk indelade i tre huvudklasser:

LAN – lokala nätverk;
MAN – Metropolitan Area Networks.
WAN – globala nätverk (Wide Area Networks);

Lokalt nätverk (LAN)är ett kommunikationssystem som stöder en eller flera höghastighetsöverföringskanaler inom en byggnad eller något annat begränsat område digital information, tillhandahålls till anslutna enheter för kortvarig exklusiv användning. De områden som täcks av läkemedlet kan variera avsevärt.

Längden på kommunikationslinjer för vissa nätverk kan inte vara mer än 1000 m, medan andra nätverk kan betjäna en hel stad. De betjänade områdena kan vara fabriker, fartyg, flygplan, såväl som institutioner, universitet och högskolor. Som regel används koaxialkablar som överföringsmedium, även om tvinnade par och fiberoptiska nätverk blir allt mer utbredda, och på senare tid har även trådlös teknik utvecklats snabbt. lokala nätverk, som använder en av tre typer av strålning: bredbandsradiosignaler, mikrovågsstrålning med låg effekt (mikrovågsstrålning) och infraröda strålar.

De korta avstånden mellan nätverksnoder, överföringsmediet som används och den tillhörande låga sannolikheten för fel i de överförda data gör det möjligt att upprätthålla höga växelkurser - från 1 Mbit/s till 100 Mbit/s (för närvarande finns det redan industriella konstruktioner av LAN med hastigheter i storleksordningen 1 Gbit/Med).

Stadsnätverk, som regel täcker en grupp byggnader och är implementerade på fiberoptiska eller bredbandskablar. Enligt deras egenskaper är de mellanliggande mellan lokala och globala nätverk. Nyligen, i samband med läggning av höghastighets- och pålitliga fiberoptiska kablar i stads- och intercityområden, och nya lovande nätverksprotokoll, till exempel ATM (Asynchronous Transfer Mode), som i framtiden kan användas i både lokala och globala nätverk.

Globala nätverk, till skillnad från lokala, täcker som regel mycket större territorier och till och med de flesta regioner i världen (ett exempel är Internet). För närvarande används analoga eller digitala trådkanaler, såväl som satellitkommunikationskanaler (vanligtvis för kommunikation mellan kontinenter), som överföringsmedia i globala nätverk. Begränsningar av överföringshastighet (upp till 28,8 Kbit/s på analoga kanaler och upp till 64 Kbit/s på användarsektioner digitala kanaler) och den relativt låga tillförlitligheten hos analoga kanaler, som kräver användning av feldetekterings- och korrigeringsverktyg på lägre nivåer av protokoll, minskar avsevärt hastigheten för datautbyte i globala nätverk jämfört med lokala.

Det finns andra klassificeringsfunktioner i datornätverk.

Efter verksamhetsområde nätverk är indelade i:

Banknätverk,
- nätverk av vetenskapliga institutioner,
- Universitetsnätverk.

Enligt funktionsformen kan särskiljas:

Kommersiella nätverk;
- gratis nätverk,
- företagsnätverk
- Offentliga nätverk.

Av karaktären på de funktioner som implementeras nätverk är indelade i:

Datorsystem utformade för att lösa styrproblem baserat på beräkningsbearbetning bakgrundsinformation;
- informativt, avsett att erhålla referensdata på begäran av användare. blandade, där beräknings- och informationsfunktioner implementeras.

Genom kontrollmetod datornätverk är indelade i:

Nätverk med decentraliserad kontroll;
- Centraliserad förvaltning.
- blandad kontroll.

I det första fallet innehåller varje dator som ingår i nätverket en komplett uppsättning programvara att samordna pågående nätverksdrift. Nätverk av denna typ är komplexa och ganska dyra, eftersom operativsystemen för enskilda datorer är utvecklade med fokus på kollektiv åtkomst till nätverkets gemensamma minnesfält.

I blandade nätverk löses uppgifter som har högsta prioritet och som i regel är förknippade med bearbetning av stora mängder information under centraliserad kontroll.

Genom programvarukompatibilitet det finns nätverk:

Homogen;
- homogen (bestående av mjukvarukompatibla datorer)
- heterogen eller heterogen (om datorerna som ingår i nätverket är inkompatibla med programvara).

1.1.3. Lokala nätverk

Det finns två sätt att bygga lokala nätverk och följaktligen två typer: klient/server-nätverk och peer-to-peer-nätverk.

Klient-/servernätverk använder en dedikerad dator (server) som är värd för delade filer och tillhandahåller utskriftstjänster till många användare (Figur 1).

Ris. 1. Klient/server-nätverk

Server– en dator som är ansluten till ett nätverk och förser sina användare med vissa tjänster.

Servrar kan utföra datalagring, databashantering, fjärrbearbetning av jobb, utskrift av jobb och ett antal andra funktioner som nätverksanvändare kan behöva. Servern är källan till nätverksresurser. Det kan finnas en hel del servrar på nätverket, och var och en av dem kan betjäna sin egen grupp av användare eller hantera vissa databaser.

Arbetsstation– en persondator ansluten till ett nätverk genom vilken användaren får tillgång till sina resurser. En nätverksarbetsstation fungerar i både nätverks- och lokalläge. Den är utrustad med ett eget operativsystem (MSDOS, Windows, etc.) och ger användaren alla nödvändiga verktyg för att lösa tillämpade problem. Arbetsstationer som är anslutna till servern kallas klienter. Både kraftfulla datorer för resurskrävande bearbetning av kalkylblad och lågeffektdatorer för enkel ordbehandling kan användas som klienter. Däremot är kraftfulla datorer vanligtvis installerade som servrar. På grund av behovet av att säkerställa samtidig behandling av förfrågningar från ett stort antal klienter och ett bra skydd av nätverksdata från obehörig åtkomst, måste servern fungera under kontroll av en specialiserad operativ system.

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

Peer-to-peer-nätverk. Peer-to-peer-nätverk använder inte dedikerade servrar (Figur 2).

Ris. 2. Placering av datorer i peer-to-peer-nätverk

Samtidigt som den betjänar användaren kan en dator i ett peer-to-peer-nätverk ta på sig funktionerna hos en server, utföra utskriftsjobb och svara på filförfrågningar från andra arbetsstationer i nätverket. Naturligtvis, om en dator inte delar sitt diskutrymme eller sin skrivare, så är det bara en klient i förhållande till andra arbetsstationer som utför serverfunktioner. Windows 95 har inbyggda möjligheter för att bygga ett peer-to-peer-nätverk. Om du behöver ansluta till andra peer-to-peer-nätverk, stöder Windows 95 följande nätverk:

Net Ware Lite
- Artisoft LANtastic.

1.1.4. Nätverks topologi

Under topologi förstås som en beskrivning av egenskaperna hos ett nätverk som är inneboende i alla dess homomorfa transformationer, dvs. sådana förändringar utseende nätverk, avstånden mellan dess element, deras relativa positioner, där förhållandet mellan dessa element inte förändras.

Topologin i ett datornätverk bestäms till stor del av hur datorer är anslutna till varandra. Topologi bestämmer till stor del många viktiga egenskaper hos ett nätverk, såsom tillförlitlighet (överlevnadsförmåga), prestanda, etc. Det finns olika tillvägagångssätt för att klassificera nätverkstopologier. Enligt en av dem är lokala nätverkskonfigurationer uppdelade i två huvudklasser: utsända Och sekventiell.

I sändningskonfigurationer Varje PC (fysisk signalsändtagare) sänder signaler som kan uppfattas av andra datorer. Sådana konfigurationer inkluderar topologier för "gemensam buss", "träd", "stjärna med ett passivt centrum". Ett nätverk av stjärntyp kan ses som en typ av "träd" som har en rot med en gren till varje ansluten enhet.

I sekventiella konfigurationer Varje fysiskt underlager överför information till endast en PC. Exempel på sekventiella konfigurationer är: slumpmässig (slumpmässig anslutning av datorer), hierarkisk, ring, kedja, smart stjärna, snöflinga och
Övrig.

Det mest optimala ur tillförlitlighetssynpunkt (nätverkets förmåga att fungera i händelse av fel på enskilda noder eller kommunikationskanaler) är mesh-nätverk, dvs. ett nätverk där varje nätverksnod är ansluten till alla andra noder, men med ett stort antal noder kräver ett sådant nätverk ett stort antal kommunikationskanaler och är svårt att implementera på grund av tekniska svårigheter och höga kostnader. Därför är nästan alla nätverk ofullständigt ansluten.

Även om det för ett givet antal noder i ett partiellt nätverk kan finnas ett stort antal alternativ för att ansluta nätverksnoder, används vanligtvis de tre mest använda (grundläggande) LAN-topologierna i praktiken:

1. gemensam buss;
2. ring;
3. stjärna.

Busstopologi (Fig. 3), när alla nätverksnoder är anslutna till en öppen kanal, vanligtvis kallad en buss.

Figur 3. Busstopologi

I det här fallet fungerar en av maskinerna som en systemtjänstenhet som ger centraliserad åtkomst till delade filer och databaser, utskriftsenheter och andra datorresurser.

Nätverk av denna typ har vunnit stor popularitet på grund av deras låga kostnad, höga flexibilitet och dataöverföringshastighet och enkla nätverksexpansion (att ansluta nya abonnenter till nätverket påverkar inte dess grundläggande egenskaper). Nackdelar med busstopologin inkluderar behovet av att använda ganska komplexa protokoll och sårbarhet för fysisk skada på kabeln.

Ringtopologi(Fig. 4), när alla nätverksnoder är anslutna till en sluten ringkanal.

Fig 4. Ringtopologi

Denna nätverksstruktur kännetecknas av det faktum att information längs ringen endast kan sändas i en riktning och alla anslutna datorer kan delta i dess mottagning och överföring. I detta fall måste mottagarabonnenten markera den mottagna informationen med en speciell markör, annars kan "förlorad" data dyka upp som stör normal drift nätverk.

Som en seriekopplingskonfiguration är ringen särskilt känslig för fel: fel i något kabelsegment resulterar i förlust av service för alla användare. LAN-utvecklare har lagt ner mycket möda på att hantera detta problem. Skydd mot skador eller fel tillhandahålls antingen genom att stänga ringen till den omvända (redundanta) vägen, eller genom att byta till en reservring. I båda fallen bibehålls den allmänna ringtopologin.

Stjärntopologi(Fig. 5), när alla nätverksnoder är anslutna till en central nod, anropad värd eller nav.

Fig 5. Stjärntopologi

Konfigurationen kan ses som en vidareutveckling av en rotad trädstruktur med en gren till varje ansluten enhet. I mitten av nätverket finns vanligtvis en omkopplingsenhet som säkerställer systemets livskraft. LAN med denna konfiguration används oftast i automatiserade institutionella kontrollsystem som använder en central databas. Star LAN är i allmänhet mindre tillförlitliga än bussnätverk eller hierarkiska nätverk, men detta problem kan lösas genom att duplicera utrustningen vid den centrala noden. Nackdelar kan också inkludera betydande kabelförbrukning (ibland flera gånger högre än förbrukningen i LAN med gemensam buss eller hierarkiska sådana med liknande kapacitet).

Nätverk kan också ha en blandad topologi ( hybrid) när enskilda delar av nätverket har olika topologier. Ett exempel är ett lokalt FDDI-nätverk, där huvud- ( huvud) noder är anslutna till en ringkanal, och andra noder är anslutna till dem via en hierarkisk topologi.

1.1.5. Nivåer av interaktion mellan datorer i nätverk

Det finns 7 nivåer av interaktion mellan datorer i ett datornätverk:

Fysisk;
- logisk;
- nätverk;
- transport;
- nivå av kommunikationssessioner;
- representativ;
- applikationsnivå.

Fysiskt lager(Physical Layer) definierar de elektriska, mekaniska, procedurmässiga och funktionella specifikationerna och tillhandahåller länklagret med etablering, underhåll och avslutning av fysiska anslutningar mellan två datorsystem direkt kopplade via ett överföringsmedium, såsom en analog telefonkrets, en radiokrets, eller en fiberoptisk krets.

Datalänkskikt(Datalänkskikt) styr överföringen av data över kommunikationskanalen. Huvudfunktionerna för detta lager är att dela upp den överförda data i bitar som kallas ramar, extrahera data från strömmen av bitar som överförs på det fysiska lagret för bearbetning i nätverkslagret, upptäcka överföringsfel och återställa felaktigt överförda data.

Nätverkslager(Network Layer) tillhandahåller kommunikation mellan två datorsystem i ett nätverk som utbyter information med varandra. En annan funktion hos nätverkslagret är att dirigera data (kallas paket i detta lager) inom och mellan nätverk (internetprotokoll).

Transportlager(Transport Layer) ger tillförlitlig överföring (transport) av data mellan datorsystem i nätverket för högre lager. För detta ändamål används mekanismer för att etablera, underhålla och avsluta virtuella kanaler (analogt med dedikerade telefonkanaler), detektera och korrigera överföringsfel och styra dataflödet (för att förhindra spill eller dataförlust).

Sessionslager(Session Layer) tillhandahåller etablering, underhåll och avslutning av en kommunikationssession för presentationslagret, samt återupptagande av en onormalt avbruten session.

Datapresentationslager Presentation Layer tillhandahåller omvandlingen av data från presentationen som används i ett applikationsprogram på ett datorsystem till presentationen som används i ett annat datorsystem. Presentationsskiktets funktioner inkluderar även konvertering av datakoder, deras kryptering/dekryptering, samt komprimering av överförda data.

Appliceringsskikt(Application Level) skiljer sig från andra lager av OSI-modellen genom att den tillhandahåller tjänster för applikationsuppgifter. Detta lager bestämmer tillgängligheten för applikationsuppgifter och kommunikationsresurser, synkroniserar interagerande applikationsuppgifter och upprättar avtal om felåterställningsprocedurer och dataintegritetshantering. Viktiga funktioner i applikationslagret är nätverkshantering, samt att utföra de vanligaste systemapplikationsuppgifterna: E-post, fildelning och annat.

Varje nivå måste, för att lösa sin deluppgift, säkerställa utförandet av de funktioner som definieras av modellen denna nivå, åtgärder (tjänster) för en högre nivå och interagerar med en liknande nivå i ett annat datorsystem.

Följaktligen motsvarar varje interaktionsnivå en uppsättning protokoll (d.v.s. regler för interaktion).

Under protokoll avser en viss uppsättning regler som styr formatet och rutinerna för informationsutbyte.

Specifikt bestämmer den hur anslutningar görs, linjebrus övervinns och dataöverföring mellan modem säkerställs utan fel.

En standard inkluderar i sin tur ett allmänt accepterat protokoll eller en uppsättning protokoll. Nätverksutrustningens funktion är omöjlig utan sammankopplade standarder. Harmonisering av standarder uppnås både genom konsekventa tekniska lösningar och genom gruppering av standarder. Varje specifikt nätverk har sin egen grundläggande uppsättning protokoll.

VITRYSSLANDS NATIONELLA TEKNISKA UNIVERSITET

INTERNATIONELLA INSTITUTIONEN FÖR DISTANSUTBILDNING

TESTA

INOM AKADEMISKA DISCIPLINEN: Datornätverk

Typer av datornätverk

Datanätverk kan klassificeras enligt olika kriterier.

jag. Enligt förvaltningsprinciper:

1. Peer-to-peer - utan en dedikerad server. I vilka styrfunktioner växelvis överförs från en arbetsstation till en annan;

2. Multi-peer är ett nätverk som innehåller en eller flera dedikerade servrar. De återstående datorerna i ett sådant nätverk (arbetsstationer) fungerar som klienter.

II. Genom anslutningsmetod:

1. "Direktanslutning"- två persondatorer är anslutna med en bit kabel. Detta tillåter en dator (master) att komma åt resurserna för den andra (slaven);

2. "Gemensam buss" - ansluta datorer till en kabel;

3. "Stjärna" - anslutning genom en central nod;

4. "Ringa" - seriell anslutning PC i två riktningar.

III. Efter territorietäckning:

1. Det lokala nätverket(ett nätverk där datorer är placerade på ett avstånd av upp till en kilometer och vanligtvis är anslutna med hjälp av höghastighetskommunikationslinjer.) - 0,1 - 1,0 km; LAN-noder finns i samma rum, våning eller byggnad.

2. Företagsnätverk(inom gränserna för en organisation, företag, anläggning). Antalet noder i en FAC kan uppgå till flera hundra. Samtidigt omfattar företagsnätverket vanligtvis inte bara personliga datorer, men även kraftfulla datorer, samt diverse teknisk utrustning(robotar, löpande band etc.).

Ett företagsnätverk gör det enklare att hantera ett företag och hantera en teknisk process, och att etablera tydlig kontroll över informations- och produktionsresurser.

3. Globalt nätverk(ett nätverk vars element är belägna på ett betydande avstånd från varandra) - upp till 1000 km.

Både speciallagda (till exempel transatlantisk fiberoptisk kabel) och befintliga kommunikationslinjer (till exempel telefonnät) används som kommunikationslinjer i globala nätverk. Antalet noder i ett WAN kan uppgå till tiotals miljoner. Det globala nätverket inkluderar separata lokala nätverk och företagsnätverk.

4. World Wide Web- Enande av globala nätverk (Internet).

TOPOLOGI FÖR DATORNÄT

Nätverkstopologi är den geometriska formen och det fysiska arrangemanget av datorer i förhållande till varandra. Nätverkstopologi låter dig jämföra och klassificera olika nätverk. Det finns tre huvudtyper av topologi:

1) Stjärna;

2) Ring;

BUSTOPOLOGI

Denna topologi använder en enda koaxialkabelbaserad överföringskanal, kallad "buss". Alla nätverksdatorer är anslutna direkt till bussen. I ändarna av busskabeln är speciella pluggar installerade - "terminatorer". De är nödvändiga för att släcka signalen efter att ha passerat bussen. Nackdelarna med "Bus" -topologin inkluderar följande:

Data som överförs via kabeln är tillgänglig för alla anslutna datorer;

Om "bussen" är skadad slutar hela nätverket att fungera.

RINGTOPOLOGI

Ringtopologin kännetecknas av frånvaron av anslutningsändpunkter; nätverket är stängt och bildar en obruten ring genom vilken data överförs. Denna topologi innebär följande överföringsmekanism: data överförs sekventiellt från en dator till en annan tills den når mottagardatorn. Nackdelarna med "ring"-topologin är desamma som för "bus"-topologin:

Allmänhetens tillgänglighet av data;

Instabilitet till skada på kabelsystemet.

STJÄRNTOPOLOGI

I ett nätverk med stjärntopologi är alla datorer anslutna till en speciell enhet som kallas nätverkshubb eller nav, som utför datadistributionsfunktioner. Det finns inga direkta anslutningar mellan två datorer i nätverket. Tack vare detta är det möjligt att lösa problemet med offentlig datatillgänglighet och ökar också motståndet mot skador på kabelsystemet. Nätverksfunktionalitet beror dock på statusen för nätverkshubben.

Operatörsåtkomstmetoder i datornätverk

I olika nätverk Det finns olika procedurer för utbyte av data mellan arbetsstationer.

International Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) har utvecklat standarder (IEEE802.3, IEEE802.4 och IEEE802.5) som beskriver metoder för åtkomst till nätverksdatakanaler.

De mest utbredda är specifika implementeringar av åtkomstmetoder: Ethernet, ArcNet och Token Ring. Dessa implementeringar är baserade på standarderna IEEE802.3, IEEE802.4 och IEEE802.5.

Ethernet-åtkomstmetod

Denna åtkomstmetod, utvecklad av Xerox 1975, är den mest populära. Det ger hög dataöverföringshastighet och tillförlitlighet.

För den här metoden access använder en "gemensam buss"-topologi. Därför tas ett meddelande som skickas av en arbetsstation emot samtidigt av alla andra stationer som är anslutna till den gemensamma bussen. Men meddelandet är endast avsett för en station (det inkluderar adressen till destinationsstationen och avsändarens adress). Den station som meddelandet är avsett till tar emot det, de andra ignorerar det.

Ethernet-åtkomstmetoden är en multipelåtkomstmetod som lyssnar på operatören och löser konflikter som kallas kollisioner (CSMA/CD -Carter Sense Multiple Access with Collision Detection).

Innan överföringen börjar avgör arbetsstationen om kanalen är ledig eller upptagen. Om kanalen är ledig börjar stationen sända.

Ethernet utesluter inte möjligheten till samtidig överföring av meddelanden från två eller flera stationer. Utrustningen känner automatiskt igen sådana konflikter. Efter att ha upptäckt en konflikt fördröjer stationer överföringen en tid. Denna tid är kort och olika för varje station. Efter en fördröjning återupptas överföringen.

I verkligheten leder konflikter till en minskning av nätverkshastigheten endast om flera tiotals eller hundratals stationer är i drift.

ArcNet åtkomstmetod

Denna metod utvecklades av Datapoint Corp. Den har också blivit utbredd, till stor del på grund av att ArcNet-utrustning är billigare än Ethernet- eller Token-Ring-utrustning.

ArcNet används i lokala nätverk med stjärntopologi. En av datorerna skapar en speciell token (en speciell typ av meddelande), som sekventiellt överförs från en dator till en annan.

Om en station vill skicka ett meddelande till en annan station måste den vänta på token och lägga till ett meddelande till den, komplett med källan och destinationsadresserna. När paketet når destinationsstationen kommer meddelandet att "kopplas av" från token och sändas till stationen.

Token-Ring åtkomstmetod

Token-Ring-åtkomstmetoden har utvecklats av IBM och är designad för en ringnätstopologi.

Denna metod liknar ArcNet, eftersom den också använder en token som skickas från en station till en annan. Till skillnad från ArcNet tillåter Token-Ring-åtkomstmetoden dig att tilldela olika prioriteringar till olika arbetsstationer.

Dataöverföringsmedier, deras egenskaper

Koaxialkabel

Koaxialkabel var den första typen av kabel som användes för att ansluta datorer till ett nätverk. Denna typ av kabel består av en central kopparledare täckt med ett plastisoleringsmaterial, som i sin tur är omgiven av kopparnät och/eller aluminiumfolie. Denna yttre ledare ger jordning och skyddar mittledaren från extern elektromagnetisk störning. Vid läggning av nätverk används två typer av kabel - "Tjock koaxialkabel" (Thicknet) och "Tunn koaxialkabel" (Thinnet). Nätverk baserade på koaxialkabel ger överföringshastigheter på upp till 10 Mbit/s. Maximal längd segmentet sträcker sig från 185 till 500 m beroende på kabeltyp.

"Twisted Pair"

Twisted pair-kabel är en av de vanligaste typerna av kabel idag. Den består av flera par koppartrådar täckta med en plastmantel. Ledningarna som utgör varje par är tvinnade runt varandra, vilket ger skydd mot ömsesidig störning. Kablar av denna typ är indelade i två klasser - "Skärmad tvinnat par" och "Oskärmat tvinnat par". Skillnaden mellan dessa klasser är att skärmad partvinnad kabel är mer skyddad från extern elektromagnetisk störning på grund av närvaron av en extra skärm av kopparnät och/eller aluminiumfolie som omger kabeltrådarna. Twisted pair-nätverk, beroende på kabelkategori, ger överföringshastigheter från 10 Mbit/s – 1 Gbit/s. Kabelsegmentets längd får inte överstiga 100 m (upp till 100 Mbps) eller 30 m (1 Gbps).

Fiberoptisk kabel

Fiberoptiska kablar är den mest avancerade kabeltekniken, som ger höghastighetsdataöverföring över långa avstånd, resistent mot störningar och avlyssning. En fiberoptisk kabel består av en central glas- eller plastledare omgiven av ett lager av glas eller plastbeläggning och en yttre skyddsmantel. Dataöverföringen sker med hjälp av en laser- eller LED-sändare som sänder enkelriktade ljuspulser genom en central ledare. Signalen i andra änden tas emot av en fotodiodmottagare, som omvandlar ljuspulser till elektriska signaler som kan bearbetas av en dator. Överföringshastigheter för fiberoptiska nätverk sträcker sig från 100 Mbit/s till 2 Gbit/s. Segmentets längdgräns är 2 km.

Ett datornätverk är en anslutning mellan två eller flera datorer. I allmänhet, för att skapa ett datornätverk behöver du speciell hårdvara (nätverksutrustning) och programvara(nätverksprogramvara). Den enklaste anslutningen mellan två datorer för att utbyta data kallas en direkt anslutning. I det här fallet krävs ingen ytterligare hårdvara eller programvara. Hårdvaruanslutningens roll utförs av en standard parallellport, och all programvara finns redan i operativsystemet. Fördelen med en direkt anslutning är dess enkelhet, nackdelen är låg hastighet dataöverföring.

Nätverk är indelade i lokalt och globalt. Syftet med alla typer av nätverk har ett syfte - att ge delad tillgång till delade resurser: hårdvara, mjukvara och information (dataresurser).

Baserat på arten av de implementerade funktionerna delas nätverk in i:

On computing, designad för att lösa kontrollproblem baserat på beräkningsprocess av initial information;

Information, utformad för att erhålla referensdata på begäran av användare;

Blandat, där beräknings- och informationsfunktioner implementeras.

Baserat på förvaltningsmetoden delas nätverk in i nätverk:

Med decentraliserad kontroll - varje dator som är en del av nätverket inkluderar en komplett uppsättning mjukvaruverktyg för att koordinera nätverksoperationer;

Med centraliserad kontroll - samordning av datordrift utförs under kontroll av ett enda operativsystem;

Med blandad kontroll - under centraliserad kontroll löses uppgifter som har högsta prioritet och som i regel är förknippade med bearbetning av stora mängder information.

Kommunikationsmodellnivåer:

1. Appliceringsskikt– användaren skapar ett dokument med hjälp av applikationer.

2. Presentationslager– Datorns operativsystem registrerar var data finns och ger interaktion med nästa nivå.

3. Sessionslager– datorn interagerar med nätverket: kontrollerar användarens rätt att komma åt nätverket och överför dokumentet till transportlagrets protokoll.

4. Transportlager– dokumentet konverteras till den form i vilken data ska överföras på det nätverk som används.

5. Nätverkslager bestämmer rutten för datarörelse på nätverket.

6. Anslutningsnivåär nödvändigt för att modulera signalerna i enlighet med data som tas emot från nätverkslagret. I en dator utförs dessa funktioner av LAN-kort eller modem.

7. Fysiskt lager. Detta lager är där den faktiska dataöverföringen sker. Det finns inga dokument, inga paket, inga bytes - bara bitar. Dokumentåterställning sker gradvis, när man flyttar från den lägre nivån till den övre. De fysiska lagerfaciliteterna ligger utanför datorn. I lokala nätverk är detta utrustningen för själva nätverket. För fjärrkommunikation med modem, denna linje telefonkommunikation, växlingsutrustning etc.

Serverns och klientens olika protokollskikt kommunicerar inte direkt med varandra, utan de kommunicerar via det fysiska lagret. Går gradvis från högsta nivån till botten omvandlas data kontinuerligt. Detta skapar effekten av virtuell interaktion mellan nivåerna. Men trots virtualiteten är dessa fortfarande anslutningar genom vilka data också passerar. Alla tjänster är baserade på virtuella anslutningar modernt internet.

Lokala nätverk (LAN). Om datorer är placerade nära varandra, använder en gemensam uppsättning nätverksutrustning och styrs av samma mjukvarupaket, kallas ett sådant nätverk lokalt. Skapandet av lokala nätverk är typiskt för enskilda avdelningar av företag. Låt oss överväga organisationen av informationsutbyte av interaktionsmodellen på ett LAN.

Server-LAN implementerar två modeller för användarinteraktion med arbetsstationer: modell fil server och modell klient-server. I den första modellen ger servern tillgång till databasfiler för varje arbetsstation, och det är där dess arbete slutar. Till exempel, om en databas av filservertyp används för att få information om skattebetalare som bor på en specifik gata i Moskva, kommer hela tabellen för det territoriella distriktet att överföras över nätverket, och det är nödvändigt att bestämma vilka poster i den som uppfyller begäran och som inte själva arbetsstationen. Sålunda leder driften av filservermodellen till nätverksstockning.

Eliminering av dessa brister uppnås i klient-server-modellen. I detta fall applikationssystemär uppdelad i två delar: extern, vänd mot användaren och kallad klienten, och intern, betjänande och anropad server. Servern är en maskin som har resurser och tillhandahåller dem, och klienten är en potentiell konsument av dessa resurser. Resursernas roll kan spelas filsystem(filserver), processor (datorserver), databas (databasserver), skrivare (skrivarserver), etc. Eftersom servern (eller servrarna) betjänar många klienter samtidigt måste ett multitasking-operativsystem fungera på serverdatorn.

I klient-servermodellen spelar servern en aktiv roll eftersom dess programvara tvingar servern att "tänka först och agera senare." Flödet av information över nätverket blir mindre eftersom servern först bearbetar förfrågningar och sedan skickar det som klienten behöver. Servern kontrollerar också om poster kan nås på individuell basis, vilket ger större datasäkerhet.

Klient-servermodellen, skapad på en PC, erbjuder följande:

· nätverket innehåller ett betydande antal servrar och klienter;

· basen för datorsystemet består av arbetsstationer, som var och en fungerar som en klient och begär information som finns på servern;

· Användaren av systemet är befriad från behovet att veta var den information han behöver finns, han begär helt enkelt vad han behöver;

· systemet implementeras i form av en öppen arkitektur som kombinerar datorer av olika klasser och typer med olika system.

LAN-konfiguration. Konfigurationen av ett lokalt nätverk kallas topologi. De vanligaste topologierna är:

- däck- en av maskinerna fungerar som en systembetjäningsenhet som ger centraliserad åtkomst till delade filer, databaser och andra datorresurser;

- ringa- information längs ringen kan bara överföras i en riktning;

- stjärna(radial) - en omkopplingsenhet är placerad i mitten av nätverket, vilket säkerställer systemets livskraft;

- snöflinga(multi-connected) - topologi med en filserver för olika arbetsgrupper och en central server för hela nätverket;

- hierarkisk(träd) - bildas genom att ansluta flera bussar till rotsystemet, där de viktigaste komponenterna i LAN finns.

I praktiken är hybrid-LAN vanligare, skräddarsydda för en specifik kunds krav och kombinerar fragment av olika topologier. Lokala nätverk kan kopplas till varandra, även om det är mycket stora avstånd mellan dem. I det här fallet används konventionella kommunikationsmedel: telefonlinjer, radiostationer, fiberoptiska linjer, satellitanslutning etc. När två eller flera nätverk är anslutna till varandra bildas ett globalt nätverk. Ett globalt nätverk kan täcka en stad, region, land, kontinent och hela världen. I de fall där nätverk som använder olika protokoll skär varandra, finns det ett behov av att överföra data från det format som accepteras i ett nätverk till det format som accepteras i ett annat nätverk. Datorer eller program som utför denna funktion kallas gateways. Om nätverk som använder samma protokoll är anslutna kallas utrustningen mellan dem för broar.

LAN-åtkomstmetoder. Baserat på nätverksmetoderna identifieras de vanligaste nätverken som Ethernet, ArcNet, Token Ring.

Ethernet- metod för flera åtkomst. Innan överföringen börjar avgör arbetsstationen om kanalen är ledig eller upptagen. Om den är ledig börjar stationen sända. Denna metod använder en busstopologi. Ett meddelande som skickas av en arbetsstation tas emot samtidigt av alla andra stationer som är anslutna till den gemensamma bussen. Meddelandet ignoreras av alla stationer utom avsändaren och destinationen.

ArcNet - används i ett LAN med stjärntopologi. En av datorerna skapar en speciell token, som sekventiellt överförs från en dator till en annan. Om en station sänder ett meddelande till en annan station, måste den vänta på token och lägga till meddelandet till det, komplett med källan och destinationsadresserna. När paketet når destinationsstationen kommer meddelandet att tas bort från token och sändas till stationen.

Token Ring- designad för en ringstruktur och använder även en token som sänds från en station till en annan. Men det låter dig tilldela olika prioriteringar till olika arbetsstationer. Med den här metoden rör sig poletten runt ringen, vilket ger datorerna som ligger i serie på den rätt att sända.

Säkerställande av informationssäkerhet i datornätverk. När man kopplar ett lokalt nätverk till ett globalt nätverk spelar konceptet en viktig roll nätverkssäkerhet. Tillgången till det lokala nätverket för obehöriga personer utifrån måste begränsas, och åtkomsten utanför det lokala nätverket måste begränsas för företagsanställda som inte har lämpliga rättigheter. För att säkerställa nätverkssäkerhet mellan lokal och globalt nätverk installera brandväggar - datorer eller program som förhindrar obehörig överföring av data mellan nätverk.

Global informationsnätverk Internet. Internet i snäv mening är en kombination av nätverk. Men på senare år har detta ord fått en bredare betydelse: World Wide Web. Internet kan betraktas i fysisk mening, som flera miljoner datorer anslutna till varandra via alla typer av kommunikationslinjer. Denna fysiska syn är dock mycket snäv.

Internet är ett slags informationsutrymme inom vilket det finns en kontinuerlig cirkulation av data. I denna mening kan det jämföras med tv- och radiosändningar, även om det finns en uppenbar skillnad i att ingen information kan lagras i luften, men på Internet rör sig den mellan datorer som utgör nätverksnoder och lagras under en tid på hårddiskar. Låt oss överväga principerna för hur Internet fungerar.

Internets födelse anses vara 1983. Detta år har sett revolutionerande förändringar i programvara för datorkommunikation. Födelsedagen i ordets moderna mening var datumet för standardiseringen av TCP/IP-kommunikationsprotokollet som ligger till grund för World Wide Web till denna dag.

TCP-protokollet är ett transportlagerprotokoll. Den styr hur information överförs. Enligt TCP-protokollet "klipps" den skickade datan i små paket, varefter varje paket markeras så att det innehåller de data som behövs för korrekt sammansättning av dokumentet på mottagarens dator.

IP-protokollet är adresserbart. Han tillhör nätverksnivå och bestämmer var överföringen sker. Dess kärna är att varje deltagare i World Wide Web måste ha sin egen unika adress (IP-adress). Denna adress uttrycks i fyra byte. Varje dator som ett TCP-paket passerar kan utifrån dessa fyra siffror bestämma vilka av dess närmaste grannar som behöver vidarebefordra paketet så att det är "närmare" mottagaren. Som ett resultat av ett ändligt antal överföringar når paketet den önskade adressen.

Grundläggande informationsresurser Internet:

1. Fjärranslutning till TELNET nätverksresurser. Historiskt sett är en av de tidigaste tjänsten fjärrkontroll Telnet dator. Genom att ansluta till en fjärrdator med protokollet för den här tjänsten kan du styra dess funktion. Denna typ av styrning kallas även konsol eller terminal. Telnet-protokoll används ofta för fjärrkontroll tekniska objekt.

2. E-post:

- Elektronisk post (e-post). E-postservrar tar emot meddelanden från klienter och vidarebefordrar dem längs kedjan till mottagarnas e-postservrar, där dessa meddelanden ackumuleras. När en förbindelse upprättas mellan mottagaren och dennes Mejl server Inkommande meddelanden överförs automatiskt till mottagarens dator. E-posttjänsten är baserad på två protokoll: SMTP och POP3. Den första metoden används för att skicka korrespondens från datorn till servern, och den andra metoden används för att ta emot inkommande meddelanden. Det finns ett brett utbud av klientinläggsprogram.

- E-postlistor. Dessa är speciella topical-servrar som samlar in information om vissa ämnen och vidarebefordrar den till prenumeranter i form av e-postmeddelanden. Med e-postlistor kan du effektivt lösa problem med regelbunden dataleverans.

- Telekonferenstjänst (Usenet). En telekonferenstjänst liknar broadcast-e-post, att skicka ett meddelande till en stor grupp. Dessa grupper kallas nyhetsgrupper eller nyhetsgrupper. Meddelanden som skickas till en nyhetsgruppsserver skickas från den till alla servrar som den är ansluten till, om de inte har meddelandet i fråga. På var och en av servrarna lagras det mottagna meddelandet under en begränsad tid och vem som helst kan läsa det. Cirka en miljon inlägg i nyhetsgrupp skapas varje dag runt om i världen. Hela telekonferenssystemet är indelat i tematiska grupper.

3. World Wide Web-teknik (WWW). World Wide Web (WWW) tjänst. Detta är den mest populära tjänsten på det moderna Internet. Detta är ett enda informationsutrymme som består av hundratals miljoner sammankopplade elektroniska dokument, lagras på webbservrar. De enskilda dokument som utgör webben kallas webbsidor. Grupper av tematiska webbsidor kallas webbplatser. En fysisk webbserver kan innehålla en hel del webbplatser, som var och en vanligtvis tilldelas en separat katalog på serverns hårddisk. Program för att visa webbsidor kallas webbläsare eller webbläsare. Webbläsaren visar dokumentet på skärmen, styrt av de kommandon som författaren har bäddat in i texten. Sådana kommandon kallas taggar. Reglerna för att skriva taggar finns i specifikationen för ett speciellt uppmärkningsspråk som kallas hypertext markup language - HTML. Det är möjligt att bädda in grafiska dokument och multimediadokument i hypertext.

Den viktigaste egenskapen hos webbsidor är hypertextlänkar. Du kan länka ett annat webbdokument till vilken text som helst, det vill säga ställa in en hyperlänk. Hypertextkommunikation mellan hundratals miljoner dokument är grunden för existensen av det logiska utrymmet på World Wide Web. Den globala adressen för alla filer bestäms av Uniform Resource Locator (URL). URL:en består av tre delar:

Anger protokollet för tjänsten som har åtkomst till denna resurs. För WWW används HTTP-protokollet (http://...);

Indikation av domännamnet för servern där denna resurs är lagrad (http://www.abcde.com);

Ange den fullständiga sökvägen till filen på den här datorn (http://www.abcde.com/Files/New/abcdefg.zip).

Det är i form av en URL som resursadressen är länkad till hypertextlänkar på webbsidor. När en hyperlänk klickas skickar webbläsaren en begäran om att hitta och leverera resursen som anges i länken.

4. Domain Name Service (DNS). En IP-adress är bekvämt för en dator, men obekvämt för människor, så det finns en bekvämare form av inspelning som använder domänsystemet. Till exempel: www.microsoft.com, microsoft– Domän namn server – mottagen vid registrering, com – suffix som bestämmer äganderätten till domänen. De vanligaste suffixen är: com – server för en kommersiell organisation; gov – server för en statlig organisation; edu – läroanstaltsserver. Detta system används i USA; i andra länder, istället för servertypen, anger de landskoden, till exempel Ryssland - ru. Det är nödvändigt att översätta domännamn till IP-adresser. Detta är vad Domain Name Service-servrar gör.

4. Filutbyte via FTP:

- Filöverföringstjänster (FTP). Att ta emot och överföra filer utgör en betydande andel av andra Internettjänster. FTP-tjänsten har sina egna servrar på vilka dataarkiv lagras.

- IRC-tjänst (chattrum, chattkonferenser). Designad för direkt kommunikation mellan flera personer i realtid.

- ICQ-tjänst. Den här tjänsten är utformad för att hitta nätverkets IP-adress för en person som är ansluten till det här ögonblicket till Internet. Behovet av en sådan tjänst beror på att de flesta användare inte har en permanent IP-adress. För att använda denna tjänst måste du registrera dig på dess centrala server och skaffa ett användaridentifikationsnummer (UIN). Om du känner till mottagarens UIN, men inte känner till hans nuvarande IP-adress, kan du skicka ett meddelande till honom. I det här fallet får ICQ-tjänsten karaktären av en Internetsökare.

Dagens artikel öppnar ett nytt avsnitt på bloggen, som kommer att heta " Nätverk" Det här avsnittet kommer att täcka ett brett spektrum av frågor relaterade till dator nätverk. De första artiklarna i avsnittet kommer att ägnas åt att förklara några av de grundläggande begreppen som du kommer att stöta på när du arbetar med nätverket. Och idag kommer vi att prata om vilka komponenter som krävs för att skapa ett nätverk och vad som finns typer av nätverk.

Datornätverkär en samling dator- och nätverksutrustning ansluten via kommunikationskanaler till ett enda system. För att skapa ett datornätverk behöver vi följande komponenter:

• datorer som har möjlighet att ansluta till ett nätverk (till exempel ett nätverkskort, som finns i varje modern PC);
• överföringsmedium eller kommunikationskanaler (kabel, satellit, telefon, fiberoptik och radiokanaler);
• nätverksutrustning (till exempel en switch eller router);
• nätverksprogramvara (vanligtvis medföljer operativsystemet eller medföljer nätverksutrustning).

Datornätverk brukar delas in i två huvudtyper: globala och lokala.

Lokala nätverk(Lokalt nätverk - LAN) har en stängd infrastruktur innan du får tillgång till Internetleverantörer. Termen ”lokalt nätverk” kan beskriva både ett litet kontorsnät och ett nätverk av en stor fabrik som täcker flera hektar. I relation till organisationer, företag, företag används termen företagsnätverk – lokalt nätverk för en separat organisation ( juridisk enhet) oavsett vilket territorium den ockuperar.
Företagsnätverk är slutna nätverk, åtkomst till dem är endast tillåten för ett begränsat antal användare (till exempel företagsanställda). Globala nätverk är inriktade på att betjäna alla användare.

Globalt nätverk(Wide Area Network - GLÅMIG) täcker stora geografiska regioner och består av många lokala nätverk. Alla är bekanta med det globala nätverket, som består av flera tusen nätverk och datorer – det här är internet.

Systemadministratören måste hantera lokala (företags)nätverk. En vanlig användardator ansluten till ett lokalt nätverk kallas arbetsstation . En dator som gör sina resurser tillgängliga för delad användning av andra datorer i nätverket kallas server ; och datorn som har åtkomst till delade resurser på servern är klient .

Det finns olika typer av servrar: filservrar (för lagring av delade filer), databasservrar, applikationsservrar (som tillhandahåller fjärrstyrning av program på klienter), webbservrar (för lagring av webbinnehåll) och andra.

Nätverksbelastning kännetecknas av en parameter som kallas trafik. Trafik är ett flöde av meddelanden i ett datanätverk. Det förstås som ett kvantitativt mått på antalet datablock som passerar genom nätverket och deras längd, uttryckt i bitar per sekund. Till exempel kan dataöverföringshastigheten i moderna lokala nätverk vara 100 Mbit/s eller 1 Gbit/s

För närvarande finns det i världen en enorm mängd alla typer av nätverks- och datorutrustning som låter dig organisera ett brett utbud av datornätverk. Hela mängden datornätverk kan delas in i flera typer enligt olika kriterier:

Efter territorium:

• lokalt – täcker små områden och är belägna i enskilda kontor, banker, företag, hus;
• regionalt – bildas genom att kombinera lokala nätverk i separata territorier;
• globalt (Internet).

Enligt metoden för datoranslutning:

• trådbunden (datorer är anslutna via kabel);
• trådlöst (datorer utbyter information via radiovågor, till exempel, WI-FI-teknik eller Bluetooth).

Genom kontrollmetod:

• med centraliserad kontroll - en eller flera maskiner (servrar) är tilldelade för att hantera datautbytesprocessen på nätverket;
• decentraliserade nätverk - innehåller inte dedikerade servrar, nätverkshanteringsfunktioner överförs i tur och ordning från en dator till en annan.

Enligt sammansättningen av datorverktyg:

• homogen – kombinera homogena beräkningsmedel (datorer);
• heterogen - kombinerar olika beräkningsverktyg (till exempel: PC, handelsterminaler, webbkameror och nätverksdatalagring).

Efter typ av överföringsmedium nät är uppdelade i fiberoptik, med överföring av information via radiokanaler, i det infraröda området, genom satellitkanal etc.

Du kan stöta på andra klassificeringar av datornätverk. Vanligtvis, systemadministratör du måste hantera lokala trådbundna nätverk med centraliserad eller decentraliserad kontroll.

Dessa modeller bestämmer interaktionen mellan datorer i det lokala datornätverk. I ett peer-to-peer-nätverk har alla datorer lika rättigheter med varandra. I detta fall distribueras all information i systemet mellan separata datorer. Alla användare kan tillåta eller neka åtkomst till data som lagras på deras dator.

Arbetsgruppen är oberoende beslut organisera ett datornätverk för ett litet antal datorer, som har en peer-to-peer-arkitektur och autentiseringsprocessen i vilken sker på basis av en lokal databas lagrad på var och en av datorerna i arbetsgruppen

I ett peer-to-peer-nätverk har en användare som arbetar på vilken dator som helst tillgång till resurserna för alla andra datorer i nätverket. Om du till exempel sitter vid en dator kan du redigera filer som finns på en annan dator, skriva ut dem på en skrivare som är ansluten till en tredje och köra program på en fjärde.

Fördelarna med denna modell för att organisera ett LAN inkluderar enkel implementering och besparingar i materialresurser, eftersom det inte finns något behov av att köpa en dyr server.

Trots den enkla implementeringen, den här modellen har ett antal nackdelar:

• 1. Låg prestanda med ett stort antal anslutna datorer;
• 2. Brist på en enhetlig informationsbas;
• 3. Frånvaro enhetligt system informationssäkerhet;
• 4. Beroende av tillgängligheten av information i systemet på datorns tillstånd, d.v.s. Om datorn är avstängd kommer all information som finns lagrad på den att vara otillgänglig.

Active Directory

Active Directory tillåter administratörer att hantera alla deklarerade resurser från en arbetsplats: filer, kringutrustning, databaser, anslutningar till servrar, tillgång till webben, användare, tjänster.

I nätverk med en DNS-distribution för att stödja Active Directory, rekommenderas starkt att du använder katalogtjänstintegrerade kärnzoner, som ger följande fördelar:

• 1. Huvudserveruppdatering och avancerade säkerhetsfunktioner baserade på Active Directory-funktioner.
• 2. Replikering och synkronisering av zoner med nya domänkontrollanter sker automatiskt varje gång en ny kontrollenhet läggs till Active Directory-domänen.
• 3. Genom att lagra DNS-zondatabaser i Active Directory kan du effektivisera databasreplikering över ditt nätverk.
• 4. Katalogreplikering är snabbare och effektivare än standard DNS-replikering.

Eftersom Active Directory-replikering sker på den individuella egenskapsnivån, sprids endast nödvändiga ändringar. Däremot använder och skickar katalogtjänstintegrerade zoner mindre data.

Fördelarna med denna modell inkluderar:

• 1. Hög nätverkshastighet;
• 2. Tillgång till en enhetlig informationsbas;
• 3. Tillgänglighet för ett enhetligt säkerhetssystem.

Men denna modell har också nackdelar. Den största nackdelen är att kostnaden för att skapa ett klient-server-nätverk är betydligt högre på grund av behovet av att köpa en speciell server. En annan nackdel är närvaron av ett ytterligare behov av servicepersonal - en nätverksadministratör.

För denna organisation valdes ett lokalt nätverk baserat på en klient-server-modell. Servern i denna organisation kommer att presenteras i form av en dator från klass nr 2, till vilken endast ledningspersonalen på Internetcaféet kommer att ha tillgång. Servern kommer att placeras i ett speciellt datorskåp för skydd.