Назначение и отличительные особенности построения сетевых компьютеров

Компьютерная сеть (Computer Network) – это система компьютеров, связанных каналами передачи информации; программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий автоматизированный обмен данными между компьютерами по каналам связи. Компьютерную сеть называют телекоммуникационной сетью, а процесс обмена информации по такой сети называют телекоммуникацией(от греч. «tele»- вдаль, далеко и лат. «communicatio» — связь).

Под линией связи обычно понимают совокупность технических устройств, и физической среды, обеспечивающих передачу сигналов от передатчика к приемнику. В реальной жизни примерами линий связи могут служить участки кабеля и усилители, обеспечивающие передачу сигналов между коммутаторами телефонной сети. На основе линий связи строятся каналы связи.

Каналом связи обычно называют систему технических устройств и линий связи, обеспечивающую передачу информации между абонентами. Соотношение между понятиями «канал» и «линия» описывается следующим образом: канал связи может включать в себя несколько разнородных линий связи, а одна линия связи может использоваться несколькими каналами.

Понятие и состав компьютерных сетей, и их назначение.

Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными друг с другом независимыми устройствами.

Сети обычно находятся в частном ведении пользователя и занимают некоторую территорию. По территориальному признаку разделяются на:

· Локальные вычислительные сети (ЛВС) или Local Area Network (LAN), расположенные в одном или нескольких близко расположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в рамках какой-либо организации (корпорации, учреждения), поэтому их называют корпоративными.

· Распределенные компьютерные сети, глобальные или Wide Area Network (WAN), расположенные в разных зданиях, городах и странах, которые бывают территориальными, смешанными и глобальными. В зависимости от этого глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве примеров распределенных сетей очень большого масштаба можно назвать: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.

В состав сети в общем случае включаются следующие элементы:

· сетевые компьютеры (оснащенные сетевым адаптером);

· каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, цифровые, волоконно-оптические, радиоканалы и др.);

· различного рода преобразователи сигналов;

Коммуникационная сеть предназначена для передачи данных, также она выполняет задачи, связанные с преобразованием данных. Коммуникационные сети различаются по типу используемых физических средств соединения.

Информационная сеть предназначена для хранения информации и состоит из информационных систем. На базе коммуникационной сети может быть построена группа информационных сетей:

Компьютерная сеть состоит из информационных систем и каналов связи.

Под информационной системой следует понимать объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу информация. В состав информационной системы входят: компьютеры, программы, пользователи и другие составляющие, предназначенные для процесса обработки и передачи данных. В дальнейшем информационная система, предназначенная для решения задач пользователя, будет называться рабочая станция (client). Рабочая станция в сети отличается от обычного персонального компьютера (ПК) наличием сетевой карты (сетевого адаптера), канала для передачи данных и сетевого программного обеспечения.

Под каналом связи следует понимать путь или средство, по которому передаются сигналы. Средство передачи сигналов называют абонентским, или физическим, каналом.

Каналы связи (data link) создаются по линиям связи при помощи сетевого оборудования и физических средств связи. Физические средства связи построены на основе витых пар, коаксиальных кабелей, оптических каналов или эфира. Между взаимодействующими информационными системами через физические каналы коммуникационной сети и узлы коммутации устанавливаются логические каналы.

Логический канал – это путь для передачи данных от одной системы к другой. Логический канал прокладывается по маршруту в одном или нескольких физических каналах. Логический канал можно охарактеризовать, как маршрут, проложенный через физические каналы и узлы коммутации.

Информация в сети передается блоками данных по процедурам обмена между объектами. Эти процедуры называют протоколами передачи данных.

Протокол –это совокупность правил, устанавливающих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими устройствами.

Загрузка сети характеризуется параметром, называемым трафиком. Трафик (traffic) – это поток сообщений в сети передачи данных. Под ним понимают количественное измерение в выбранных точках сети числа проходящих блоков данных и их длины, выраженное в битах в секунду.

Виды сетей, их топология и характеристика.

Топология — это способ физического соединения компьютеров в локальную сеть
Существует три основных топологии, применяемые при построении компьютерных сетей:
— топология «Шина»;
— топология «Звезда»;
— топология «Кольцо».

Топология «Шина»

Все компьютеры подключаются к одному кабелю. На его концах должны быть расположены терминаторы. По такой топологии строятся 10 Мегабитные сети 10Base-2 и10Base-5. В качестве кабеля используется Коаксиальные кабели.

Пассивная топология, строится на использовании одного общего канала связи и коллективного использования его в режиме разделения времени. Нарушение общего кабеля или любого из двух терминаторов приводит к выходу из строя участка сети между этими терминаторами (сегмент сети). Отключение любого из подключенных устройств на работу сети никакого влияния не оказывает. Неисправность канала связи выводит из строя всю сеть Все компьютеры в сети “слушают” несущую и не участвуют в передаче данных между соседями. Пропускная способность такой сети снижается с увеличением нагрузки или при увеличении числа узлов. Для соединения кусков шины могут использоваться активные устройства — повторители (repeater) с внешним источником питания.

Топология “Звезда”

Каждый компьютер (и т.п.) подключен отдельным проводом к отдельному порту устройства, называемого концентратором или повторителем (репитер), или хабом(Hub).

Концентраторы могут быть как активные, так и пассивные. Если между устройством и концентратором происходит разрыв соединения, то вся остальная сеть продолжает работать. Правда, если этим устройством был единственный сервер, то работа будет несколько затруднена. При выходе из строя концентратора сеть перестанет работать.

Данная сетевая топология наиболее удобна при поиске повреждений сетевых элементов: кабеля, сетевых адаптеров или разъемов. При добавлении новых устройств «звезда» также удобней по сравнению с топологией общая шина. Также можно принять во внимание, что 100 и 1000 Мбитные сети строятся по топологии «Звезда».

Топология “Кольцо”

Активная топология. Все компьютеры в сети связаны по замкнутому кругу. Прокладка кабелей между рабочими станциями может оказаться довольно сложной и дорогостоящей если они расположены не по кольцу, а, например, в линию.

В качестве носителя в сети используется витая пара или оптоволокно. Сообщения циркулируют по кругу.

Рабочая станция может передавать информацию другой рабочей станции только после того, как получит право на передачу (маркер), поэтому коллизии исключены. Информация передается по кольцу от одной рабочей станции к другой, поэтому при выходе из строя одного компьютера, если не принимать специальных мер выйдет из строя вся сеть.

Время передачи сообщений возрастает пропорционально увеличению числа узлов в сети. Ограничений на диаметр кольца не существует, т.к. он определяется только расстоянием между узлами в сети.

Кроме приведенных выше топологий сетей широко применяются т. н. гибридные топологии: “звезда-шина”, “звезда-кольцо”, “звезда-звезда”.

Принципы взаимодействия узлов компьютерной сети

Построение компьютерной сети кроме способа подключения требует также выбор принципа взаимодействия устройств системы между собой. Существует несколько разновидностей взаимодействия — одноранговая, иерархическая (серверная).

Одноранговая сеть подразумевает наличие в сети компьютеров с одними и теми же правами. Все устройства могут получать доступ к данным из любого другого устройства в сети. Нет более привилегированных узлов в сети, все имеют равные права доступа. Преимуществом такой сети является простота установки и наличие по умолчанию всех необходимых программных элементов для настройки коммуникации в основных операционных системах.

Недостатком одноранговой компьютерной сети является отсутствие возможностей для надежной защиты информации (за счет равноправия всех узлов в компьютерной сети). Такие сети используются только в случае применения небольшого количества компьютеров и только в сетях, где защита информации не является критическим вопросом.

В иерархической сети есть один или несколько специальных компьютеров, которые наделены особенными правами. Такие компьютеры отвечают за коммуникацию и управление обменов данных между другими узлами сети и называются серверами.

Сервер в иерархической сети — это постоянное хранилище распределяемых ресурсов. Все остальные узлы сети являются клиентами. Сервер более низкого уровня иерархии для сервера более высокого уровня иерархии является клиентом.

Такой способ подключения является более надежным и рекомендуется для использования, так как дает больше возможностей для управления узлами в сети и распределения прав доступа между устройствами.

К недостаткам иерархической сети относятся:

потребность выделения отдельного высокопроизводительного компьютера в качестве сервера;
более высокая сложность установки и настройки сети;
более сложная модернизация и управление компьютерной сетью.

Для серверной модели существует две разновидности подключения — клиент-сервер и файл-сервер. В случае использования модели файл-сервер, узел, являющийся сервером, просто хранит в себе файловую систему, в которой находятся необходимые для сети программы, данные и компоненты. Все узлы такой сети имеют доступ к этим данным. Непосредственная обработка информации происходит на рабочей станции.

Клиент-серверная архитектура требует наличия серверной (back-end) и клиентской (front-end) части. Все операции выполняются на стороне сервера, а команды задаются согласно заданному на клиентской части интерфейсу. Выполняемые функции ограничиваются на уровне разработки путем предоставления только выбранных функций для клиентской части.

Такая архитектура позволяет использовать третий уровень — базу данных. В таком случае с клиентской части отправляются только команды для обработки на сервере, а сервер, в свою очередь, синхронизируется с базой данных, обрабатывает и отдает данные обратно для хранения на третьем уровне — в БД.

Звезда

Топология звезда фото

В данном случае не нужно использовать много кабеля и дополнительные спецсредства, однако все абоненты могут быть удалены от концентратора (хаба) не далее чем на 100 метров. Разумеется, при выходе из строя хаба все компьютеры лишаются соединения, однако при поломке одного компьютера или отдельного канала связи сеть продолжает нормально функционировать.

Seal

Чтобы наладить файлообмен без применения дополнительных носителей информации, достаточно создать локальную сеть между двумя компьютерами. После выполнения данной процедуры передача данных будет осуществляться гораздо быстрее и безопаснее, нежели это происходит посредством электронной почты. Сразу отметим, что наладка сети между компьютерами и/или ноутбуками создается по одному и тому же сценарию. Далее мы расскажем, как сделать локальную […]

Практически постоянно перед корпоративными пользователями ПК в процессе работы встает задача, как скинуть файлы через локальную сеть, особенно если речь идет о папках большого объема. В настоящее время абсолютно все операционные системы обеспечивают доступ к персональным данным. Однако это небезопасно, так как любой участник сети имеет доступ к информации, которая может быть случайно или намеренно […]

Установка мини-АТС открывает перед пользователями широкий спектр возможностей, в том числе и постоянный контроль над работой системы, ведение отчетности по исходящим и входящим звонкам, и, что немаловажно, минимизацию расходов на услуги офисной связи. Основное назначение АТС, которая согласно классификации может быть аналоговой или цифровой, состоит в коммутации сигналов, а также передаче данных между абонентами. К […]

В век компьютерных технологий, пожалуй, не осталось ни единой сферы жизнедеятельности человека, где бы не применялась электронная вычислительная техника. Нет смысла перечислять угрозы и риски, спровоцированные неполадками компьютера, они весьма существенны, а в некоторых случаях и вовсе катастрофичны. Лучше остановимся на мерах, уберегающих сложную систему от поломок и сбоев. Отдельные пользователи и корпоративные клиенты зачастую […]

Эволюционные процессы, которые в первую очередь коснулись компьютерных технологий, привели к появлению нескольких типов вычислительных сетей, подразумевающих совокупность компьютерных устройств, объединенных в одну систему. Основным назначением такой системы является доступ пользователей к совместным ресурсам и возможность обмена данными между абонентами в процессе работы. Практически все предприятия, функционирующие в современных реалиях, организовывают свою работу при помощи […]