Коммутационная среда передачи данных

Назначение и классификация распределенных систем.

Основы работы сети

Введение

Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей.

В локальных сетях вместо соединяющего компьютеры пассивного кабеля в них в большом количестве появилось разнообразное коммуникационное оборудование - коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Благодаря такому оборудованию появилась возможность построения больших корпоративных сетей.

В первом разделе данного учебного пособия рассмотрены основы работы вычислительных сетей, основные определения, классификация и коммутационная среда передачи данных.

Во втором разделе представлены стандартные архитектуры локальных вычислительных сетей.

В третьем разделе рассмотрены типы организации локальных сетей.

В четвертом разделе кратко рассмотрены различные методы доступа к среде передачи с использованием стандартных технологий.

В пятом разделе раскрыты вопросы использование сетевых аппаратных компонентов для построения вычислительных сетей.

В шестом разделе использование сетевых программных средств и основные протоколы обмена данными в сети.

В седьмом разделе IP - маршрутизация, принципы адресации в сетях передачи данных.

В восьмом разделе предложены сетевые операционные системы, основные сервисные функции операционных систем и настройка серверов.

Распределенная обработка данных - это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах.
Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные вычислительные комплексы, многопроцессорные системы и компьютерные (вычислительные) сети.

Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети: аппаратных, программных и информационных. Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать дорогостоящее оборудование - диски большой емкости, принтеры, основную память, иметь общие программные средства и данные. Глобальные сети предоставляют возможность использовать аппаратные ресурсы удаленных компьютеров.
Основным назначением сети является обеспечение простого и удобного доступа пользователя к распределенным общесетевым ресурсам и организация их коллективного использования при надежной защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение средств передачи данных между пользователями сети. С помощью сетей эти проблемы решаются независимо от территориального расположения пользователей. Существует множество задач, нуждающихся в централизованных общих данных, удаленном доступе к базам данных, передаче данных на расстояние и их распределенной обработке. Примерами являются банковские и другие финансовые структуры; коммерческие системы, отражающие состояние рынка ("спрос-предложение"); системы социального обеспечения; налоговые службы; дистанционное компьютерное обучение; системы резервирования авиабилетов; дистанционная медицинская диагностика; избирательные системы. Во всех этих приложениях необходимо, чтобы в сети осуществлялся сбор, хранение и доступ к данным, гарантировалась защита данных от искажений и несанкционированного доступа. Для полноценного функционирования сети необходим учет большого количества различных факторов.

Характеризуя возможности компьютерной сети, следует оценивать ее аппаратное (техническое), программное и информационное обеспечение.

Техническое обеспечение составляют ЭВМ различных типов, средства связи, оборудование абонентских пунктов.

Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи и содержащий массивы данных общего применения и массивы индивидуального пользования. В состав информационного обеспечения входят базы знаний, банки данных и т.д.

Программное обеспечение сети предназначено для организации коллективного доступа к ее ресурсам, динамического распределения и перераспределения ресурсов сети с целью максимальной загрузки технических средств, координации работы всех ее звеньев, автоматизации программирования.
Основным компонентом программного обеспечения сети являются сетевые операционные системы (ОС), которые представляют собой комплекс управляющих и обслуживающих программ. В функции ОС входят установление последовательности решения задач и обеспечения их общесетевыми ресурсами, оперативное управление распределением ресурсов по элементам сети, контроль работоспособности элементов сети, обеспечение достоверности вводимой и получаемой информации и др. (Более подробно сетевые ОС будут рассмотрены в следующих темах).
Важную роль играет специальное программное обеспечение, предназначенное для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и рационального использования ресурсов сети. В его состав входят автоматизированные фонды алгоритмов и программ, информационно-поисковые системы, специализированные библиотеки программ.

Существуют различные варианты классификации компьютерных сетей.

1.Классификация по степени территориальной распределенности:
Глобальные сети (WAN) объединяют пользователей, расположенных по всему миру на значительном расстоянии друг от друга.

Региональные сети (MAN) объединяют пользователей города, области, небольших стран. Расстояния между узлами сети составляют 10-1000 км.
Локальные сети (LAN) ЭВМ связывают абонентов одного или нескольких близлежащих зданий одного предприятия или учреждения. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных.

2. Классификация сетей по назначению:

- информационные;

- транспортные;

- банковские;

- клиринговые;

- корпоративные.

3. Классификация по соотношению узлов сети:

- одноранговые - небольшие сети, где каждый узел может быть и клиентом и сервером;

- распределенные сети - это сети без лидера, где сервером называется программа, устройство или машина, обеспечивающая сервис, но управляющая сетями;

- сети с централизованным управлением - сети, основанная на сервере, который предоставляет права доступа к ресурсам для всех остальных узлов.

4. Классификация по пропускной способности:

- низкоскоростные - до 10 Мбит\с;

- среднескоростные - до 100 Мбит\с;

- высокоскоростные - свыше 100 Мбит\с.

5. Классификация по топологии:

- с шинной топологией;

- с кольцевой топологией;

- звездообразные;

- древовидные;

- решетчатые и т.д.

6. Классификация по методу доступа:

- детерминированные (метод опроса, метод передачи права, метод кольцевых слотов);

- недетерминированные - множественный метод доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (МДКН\ОК).

7. Классификация по среде передачи, используются для построения сетей:

- коаксиальный кабель;

- витая пара;

- радиорелейная линия;

- оптиковолоконный кабель.

Основными параметрами компьютерных сетей являются:
Скорость передачи данных по каналу связи измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени - секунду.
Единица измерения скорости передачи данных - бит в секунду.
Пропускная способность, которая оценивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени - секунду. При этом в состав сообщения включаются и все служебные символы. Теоретическая пропускная способность определяется скоростью передачи данных.
Единица измерения пропускной способности канала связи - знак в секунду.
Достоверность передачи информации оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Требуемый уровень достоверности должны обеспечивать как аппаратура, так и канал связи. Нецелесообразно использовать дорогостоящую аппаратуру, если относительно уровня достоверности канал связи не обеспечивает необходимых требований.
Единица измерения достоверности: количество ошибок на знак - ошибок/знак.
Надежность коммуникационной системы определяется либо долей времени исправного состояния, в общем, времени работы, либо средним временем безотказной работы.

Информация в сети передается в последовательном коде, т. е. по одному проводу последовательно во времени происходит передача каждого разряда двоичного числа, поэтому средняя скорость передачи данных невелика. Альтернативой этому могла быть параллельная передача разрядов.

Почему нельзя применить параллельный код для передачи данных в сети? Это связано с тем, что тогда сетевой кабель будет многожильным, т.е. весьма дорогостоящим. Также придется делать для каждой жилы (разряда) свой приемопередатчик, в то время как для последовательного кода требуется один приемопередатчик.

Рассмотрим основные среды передачи данных в компьютерных сетях.

Дата добавления: 2014-12-08