Общий состав и структура вычислительных сетей

1. Базовые понятия вычислительных сетей.

2. Семиуровневая модель OSI.

3. Понятие сетевой архитектуры.

4. Методы передачи данных в вычислительных сетях.

5. Коммуникационное оборудование.

Вычислительная сеть - ВС – это совокупность ЭВМ, объединённых средствами передачи данных. Средства передачи данных в ВС в общем случае состоят из следующих элементов: связных ЭВМ, каналов связи (спутниковых, телефонных, волоконно-оптических и др.), коммутирующей аппаратуры и др.

Вычислительная сеть (компьютерная) - совокупность взаимосвязанных через информационные каналы компьютеров, обеспечивающих пользователя средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети (аппаратных, программных, информационных). Обмен информацией между ПЭВМ, объединенных в сеть, осуществляется в соответствии с определенными правилами – протоколом.

Протокол – совокупность правил (соглашений), по которым осуществляется передача информации по сети.

Применение ВС предоставляет возможность:

- образование единого информационного пространства;

- обеспечение эффективной системы накопления, хранения и поиска информации с помощью глобальной БД;

- повышение достоверности информации и надежности ее хранения путем создания устойчивой к сбоям информационной системы;

- обеспечение своевременной обработки документов и построения на базе этого действующей системы анализа, прогнозирования и оценки.

Все устройства, подключаемые к сети, делятся на 3 функциональные группы:

1). Рабочая станция – ПК пользователя, подключенный к ВС, который обрабатывает свои локальные файлы и использует свою ОС, но при этом ему доступны ресурсы сети.

2). Сервер сети – компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги – хранение данных общего пользования, печать документов и т.п.

3). Коммутационные узлы – повторители, коммутаторы (мосты), маршрутизаторы, шлюзы.

Cетевой администратор (network administrator) - IT-специалист, отвечающий за настройку компьютерной сети и оборудования, поддержку ее работоспособности, безопасности и разграничения прав доступа пользователей к тем или иным ресурсам.

Для того чтобы взаимодействовать, люди используют общий язык. Если они не могут разговаривать друг с другом непосредственно, они применяют соответствующие вспомогательные средства для передачи сообщений. Похожие механизмы используются для передачи сообщений от отправителя к получателю.

Для того чтобы привести в движение процесс передачи информации через линии связи, необходимы машины с одинаковым кодированием данных и непосредственное соединение между ними. Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Международная организация по стандартизации (англ. ISO – International Standards Organization).

ISO предназначена для разработки модели международного коммуникационного протокола, в рамках которой можно разрабатывать международные стандарты. Для наглядного пояснения разделим ее на семь уровней. Международная организация по стандартизации (англ. ISO) разработала базовую модель взаимодействия открытых систем OSI (англ. Open Systems Interconnection) в 1984 году. Эта модель является международным стандартом для передачи данных.

Модель содержит семь отдельных уровней:

· Уровень № 1: физический – битовые протоколы передачи информации

· Уровень № 2: канальный – формирование кадров, управление доступом к среде

· Уровень № 3: сетевой – маршрутизация, управление потоками данных

· Уровень № 4: транспортный – обеспечение взаимодействия удаленных процессов

· Уровень № 5: сеансовый – поддержка диалога между удаленными процессами

· Уровень № 6: представления данных – интерпретация передаваемых данных

· Уровень № 7: прикладной – пользовательское управление данными

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль, в том числе и транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи данных разделяется на отдельные легко обозримые задачи. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше– и нижерасположенными называют протоколом. Так как пользователи нуждаются в эффективном управлении, система вычислительной сети представляется как комплексное строение, которое координирует взаимодействие задач пользователей.

Сетевая архитектура - это комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети. В соответствии со стандартными протоколами физического уровня выделяют три основные сетевые архитектуры: Ethernet (протокол 802,3) и Fast Ethernet (протокол 802,30); ArcNet (протокол 802,4); Token Ring (протокол 802.5).

Ethernet - это самая популярная в настоящее время сетевая архитектура. Она использует:

· физические топологии "шина", "звезда" или "звезда -шина";

· логическую топологию "шина";

· узкополосную передачу данных со скоростями 10 и 100 Мбит/с;

· метод доступа - CSMA/CD.

Среда передачи является пассивной, т. е. получает питание от РС. Сеть прекратит работу из-за физического повреждения или неправильного подключения терминатора. Передает информацию кадрами.