Мережевий адаптер

ПЛАН

ПЛАН

ПЛАН

ПЛАН

ПЛАН

Вступ

Передмова

Даний конспект лекцій створений для забезпечення дисципліни “Комп’ютерні мережі”, що викладається для студентів Європейського університету, які навчаються за освітньо-професійними напрямками “Економіка та підприємництво”, "Менеджмент".

Матеріал конспекту охоплює основні питання побудови комп'ютерних мереж, починаючи від локальних мереж і закінчуючи глобальною мережею Internet.

У лекції 1 розглядаються етапи розвитку комп'ютерних мереж, класифікація та можливості сучасних комп'ютерних мереж. Лекція 2 присвячена розгляду складових частин, топологій локальних комп'ютерних мереж, а також середовищ передачі даних, які використовуються в комп'ютерних мережах. У лекції 3 проводиться порівняльний аналіз основних технологій локальних комп'ютерних мереж.

У лекціях 4 та 5 розглядаються призначення та функції мережевих операційних систем, мережевих протоколів, характеристики сучасних мережевих ОС, таких як Windows 98/XP та Windows NT/2000 Server.

У лекціях 6 та 7 розглядаються основні поняття та можливості глобальної мережі Internet, зокрема лекція 7 присвячена розгляду мови побудови Web-сторінок HTML.

Кожна лекція супроводжується питаннями для самоконтролю вивчення матеріалу. Окрім лекційного матеріалу у посібнику наведені перелік тем рефератів з курсу та список рекомендованої до вивчення літератури.

Особливістю даного видання є те, що до кожного питання, яке розглядається у лекції, приводяться посилання на літературні джерела. Це дає змогу полегшити пошук інформації та покращити підготовку студентів до підсумкового контролю.

З часу поширення засобів комп'ютерної техніки та інформаційних технологій у виробництві, науці, бізнесі, побуті, тобто у всіх сферах діяльності людини, все більш нагальною ставала потреба швидкого, ефективного та надійного обміну великими об'ємами інформації між різними підрозділами, підприємствами, співробітниками-користувача­ми та комп'ютерними системами. Вирішенням цієї проблеми стало створення комп'ютерних мереж. Перші мережі були створені у наукових закладах лише для простої передачі даних. На сучасному етапі розвитку суспільства комп'ютерні мережі призначені не лише для простого інформаційного обміну, а й виконують функції збору, обробки, збереження, розповсюдження різного роду даних, починаючи від простого тексту і закінчуючи мультимедіа.

Перші комп'ютерні мережі базувалися на моделі комп'ютерного центру, тобто організація чи установа мала один великий потужний комп'ютер, до якого підключалися кілька терміналів, за допомогою яких користувачі вводили свої дані для обробки.

Сучасні комп'ютерні мережі будуються на моделі, яка складається з великої кількості окремих, але зв'язаних між собою комп'ютерів. Для зв'язку комп'ютерів між собою використовуються різні засоби передачі даних, починаючи від звичайних телефонних проводів і закінчуючи супутниковим зв'язком, складне обладнання з можливостями шифрування та ущільнення інформації, спеціалізоване програмне забезпечення.

Розвиток сучасних комп'ютерних мереж не зупинився на простому об'єднанні комп'ютерів офісу чи кількох офісів однієї організації чи установи. Об'єднання відбувається на глобальному рівні, тобто мережі організацій об'єднуються одна з одною в глобальні і в мережу мереж "Інтернет". При цьому застосовуються нові технічні рішення, технології, програмне забезпечення.

Це викликає необхідність в тому, щоб фахівці, які використовують в своїй роботі інформаційні технології, орієнтувалися в питаннях експлуатації, обслуговування, налагодження та модернізації комп'ютерних мереж.

Лекція 1. Етапи розвитку та класифікація комп’ютерних мереж

1. Етапи розвитку комп’ютерних мереж.

2. Класифікація сучасних комп’ютерних мереж.

3. Класифікація комп’ютерних мереж за терито­ріальним принципом та сферою застосування.

4. Можливості комп’ютерної мережі.

1. Етапи розвитку комп’ютерних мереж

Література

Основна:

[1] стор. 6–8; [5] стор. 18–20; [7] стор. 21–27; [10] стор. 21–22.

Додаткова:

[17] стор. 17–18.

Комп’ютерною мережею (КМ) називається сукупність вузлів (hosts), таких як: комп’ютери, термінали, периферійні пристрої, які мають можливість інформаційної взаємодії один з одним за допомогою спеціального комунікаційного обладнання та програмного забезпечення. Розміри КМ варіюються в широких межах – від пари комп’ютерів, які знаходяться на сусідніх робочих місцях і з’єднані між собою за допомогою простого прямого з’єднання, до мільйонів комп’ютерів, які розташовані по всій земній кулі і використовують для обміну інформацією безпровідні лінії зв’язку.

Перші КМ з’явилися ще у 50-ті роки ХХ сторіччя, коли були розроблені досить потужні комп’ютери і виникла потреба сполучати їх з одним або кількома терміналами для ефективного використання їх обчислювальних ресурсів. Було створено системи з розподілом часу роботи центрального процесора (ЦП), де кожному терміналу по черзі виділявся квант часу (рис. 1.1). Часто комп’ютерна система, яка містила ЦП, носила назву MainFrame.

У такій системі канали зв’язку були досить дорогими і використовувалися терміналами неефективно. Для усунення цієї проблеми були розроблені спеціальні пристрої (мультиплексори та концентратори), які збирали інформаційні потоки з терміналів для спрямування їх до ЦП. Елементом такої системи був фронтальний процесор (ФП), який знімав навантаження з ЦП і виконував функції організації зв’язку кількох терміналів з ЦП по одному каналу (рис. 1.2).

Рис. 1.1. Структура комп’ютерної системи з ЦП

Рис. 1.2. Структура комп’ютерної системи з ФП

Комп’ютерні системи з ЦП та ФП можна вважати першими глобальними комп’ютерними мережами, оскільки термінали, як правило, розміщували на досить великих відстанях від самих комп’ютерів.

Подальшу інтенсивну розробку і впровадження комп’ютерних мереж викликав технологічний прорив початку 70-х років ХХ сторіччя – поява великих інтегральних мікросхем. Їх невелика вартість і великий набір функцій призвели до появи міні-комп’ютерів. Навіть невеликі підрозділи підприємств отримали можливість їх використовувати. Але при цьому виникла проблема автономності роботи всіх комп’ютерів.

З метою об’єднання ресурсів кількох міні-комп’ютерів розроблялися пристрої спряження та спеціальне програмне забезпечення для управління зв’язком між ними (рис. 1.3). Такі системи не були повноцінними мережами, оскільки пристрої спряження, способи представлення інформації та ПЗ значно різнилися між собою і не підходили до всіх типів комп’ютерів.

Рис. 1.3. Зв’язки у перших локальних мережах

На початку 80-х років ХХ сторіччя в сфері комп’ю­терних мереж відбулися значні зміни. З’явилися стандартні технології об’єднання комп’ютерних мереж. Значним поштовхом до їх розвитку послужила поява персональних комп’ютерів з потужними обчислювальними ресурсами.

На початок 90-х років ХХ сторіччя з появою нових технологій зв’язку почалася глобалізація комп’ютерних мереж – об’єднання окремих мереж в єдину мережу.

Сучасна глобальна комп’ютерна мережа (ГКМ) (рис. 1.4) має не один, а багато ЦП, терміналів та мережу зв’язку. Кожен вузол мережі – це спеціалізований на виконання комунікаційних функцій комп’ютер (маршрутизатор). Для передачі даних між вузлами у сучасних мережах використовуються канали телефонного, радіо, супутникового та ін. зв'язку. Як термінали, частіше всього, використовуються персональні комп’ютери (ПК).

Рис. 1.4. Структура сучасної ГКМ

2. Класифікація сучасних комп’ютерних мереж

Література

Основна:

[1] стор. 8–10; [5] стор. 17–20; [7] стор. 87–97; [10] стор. 31–34.

Додаткова:

[13] стор. 14–16; [17] стор. 25–28.

Класифікація сучасних КМ склалася історично і проводиться за різними ознаками. Зокрема серед них виділяють наступні:

1) Територіальний принцип (географічна площа КМ)

– локальні КМ;

– регіональні КМ;

– корпоративні КМ;

– глобальні КМ.

2) Сфера застосування:

– офісні КМ;

– промислові КМ;

– побутові КМ.

3) Топологія КМ:

– повнозв'язкова;

– комірчаста;

– шинна;

– зіркоподібна;

– кільцева;

– деревоподібна (ієрархічна).

4) Фізичне середовище передачі даних:

– симетричний кабель;

– коаксіальний кабель;

– волоконно-оптичний кабель;

– скручена пара;

– радіоканал;

– ультракороткохвильовий канал;

– інфрачервоний канал;

– мікрохвильовий канал та ін.

5) Метод доступу до фізичного середовища:

– мережі з опитуванням;

– мережі з маркерним доступом;

– мережі з суперництвом;

– мережі з уставлянням регістра.

6) Комплекс архітектурних рішень, який виражається у фірмовій назві:

– Ethernet;

– Token Ring;

– Arcnet

– FDDI/CDDI;

– AppleTalk.

– X.25;

– Frame Relay.

– ISDN;

– DSL;

– ATM;

– T1;

– T3 та ін.

7) Набір протоколів (протокольний стек):

– TCP/IP;

– IPX/SPX;

– NetBEUI та ін.

8) Схема побудови мережі (визначається мережевою ОС):

– однорангова КМ;

– КМ з виділеним сервером;

– гібридна КМ.

3. Класифікація комп’ютерних мереж за
територіальним принципом та сферою застосування

Література

Основна:

[1] стор. 8–10; [5] стор. 17–20; [7] стор. 87–97; [10] стор. 31–34.

Додаткова:

[13] стор. 14–16; [17] стор. 25–28.

Класифікуючи КМ за територіальним принципом (географічною площею) виділяють наступні типи КМ:

– локальні;

– регіональні;

– корпоративні;

– глобальні.

Локальні мережі (LAN – Local Area Network) служать для передачі інформації на невеликі відстані (як правило, в межах будівлі). Однією з визначальних ознак даного типу мереж є висока швидкість передачі даних. Прикладом ЛКМ може виступати мережа будь-якої організації чи установи, яка містить два і більше комп’ютери, з’єднані між собою.

Регіональні мережі (MAN – Metropolitan Area Network) – це мережі масштабу міста, району, області. Залежно від конкретної реалізації, можуть базуватися на технологіях локальних або глобальних мереж. Прикладом такої мережі може виступати мережа банку, який має центральний офіс та окремі відділення по місту (району, області), або міська мережа прийому комунальних платежів, яка має оброблювальний центр та пункти безпосереднього приймання платежів.

Корпоративна (територіальна) мережа – це об’єднання декількох ЛМ великої фірми чи організації у єдину мережу за допомогою телефонних, супутникових та інших каналів зв’язку. Прикладами такої мережі можуть бути корпоративна мережа страхової компанії “Оранта” чи корпоративна мережа компанії “Укрзалізниця”.

Глобальні мережі (WAN – Wide Area Network) територіально необмежені. Для передачі даних у ГМ найчастіше використовуються низькошвидкісні телефонні канали з великим впливом завад. Через це такі системи важко використовувати у реальному масштабі часу. Прикладами глобальних мереж можуть виступати Інтернет, FIDOnet та ін.

Іноді виділяють університетські мережі(CAN, Campus Area Network), мережі пристроїв збереження даних (SAN, Storage Area Network) та інші мережі. Усі вони є підтипами чи частинами мереж попередніх чотирьох типів і відповідно мають їх характеристики. Як правило, така додаткова класифікація проводиться при вирішенні певних локальних специфічних задач.

Провести чіткий розподіл між регіональною, корпоративною та глобальною КМ доволі важко, оскільки вони використовують загальні принципи побудови, однакові середовища передачі даних, однакові технології, системи управління мережею.

Стосовно класифікації за сферою застосування, слід відмітити, що в офісних КМ, як правило, для роботи використовуються звичайні персональні комп’ютери з стандартним мережевим обладнанням та програмним забезпеченням. Промислові КМ часто містять різного роду спеціалізовані комп’ютери, які призначені для управління складними технологічними процесами, виробництвами і т.п. Такі мережі вимагають спеціалізованого мережевого обладнання та специфічного програмного забезпечення. Побутові КМ – це групи комп’ютерів, які розташовані в будинках користувачів і які використовуються, у більшості випадків, для забезпечення групового доступу до глобальної мережі Internet та для розважальних цілей.

4. Можливості комп’ютерної мережі

Література

Основна:

[2] стор. 7–9; [5] стор. 22–27; [7] стор. 32–35.

У визначенні КМ було зазначено, що основним призначенням будь-якої КМ, зокрема ЛКМ, є інформаційна взаємодія, тобто передача, прийом та обробка інформації. При виконанні даних функцій КМ надає наступні можливості:

– Розділ файлів. ЛКМ надає можливість кільком користувачам одночасно працювати з одним файлом, який зберігається на центральному файловому сервері. Наприклад, у відділі кадрів організації може існувати набір документів, до якого необхідний доступ всім працівникам відділу.

– Доступ до інформації та файлів. ЛКМ надає можливість запускати прикладні програми з будь-якого комп’ютера, де б він не був розташований. Наприклад, може бути організована єдина база даних автоматизованої системи замість наявності розрізнених фрагментів даних у різних підрозділах.

– Передача файлів. ЛКМ дозволяє швидко копіювати файли будь-якого розміру з одного комп’ютера на інший без використання проміжних носіїв інформації, таких як дискети чи компакт-диски. Приклад: копіювання файлу розміром кілька Мбайт по мережі займе набагато менше часу, ніж його передача за допомогою дискет.

– Розділ прикладних програм. ЛКМ дозволяє використовувати, як правило, одну і ту ж копію програми кільком користувачам. Наприклад, якщо в організації наявна єдина система бухгалтерського обліку, то достатньо мати одну адаптовану до роботи у ЛКМ копію програмного продукту, до якого буде загальний доступ.

– Електронна пошта. Можна використовувати ЛКМ як внутрішню поштову службу і розсилати службові повідомлення іншим користувачам мережі.

– Одночасне введення та виведення даних за допомогою прикладних програм. Мережеві прикладні програми дають змогу декільком користувачам одночасно вводити та виводити дані, працюючи з єдиною базою даних. Прикладом використання даної можливості ЛКМ є використання бухгалтерської системи з єдиною базою даних.

– Розділ пристроїв загального користування. ЛКМ дає можливість кільком користувачам на різних робочих станціях спільно використовувати один або кілька пристроїв, наприклад, принтерів.

Контрольні питання до лекції 1

1. Дайте визначення терміну "комп'ютерна мережа".

2. Дайте визначення терміну "host".

3. Структура комп'ютерної системи з ЦП.

4. Структура комп'ютерної системи з ФП.

5. Структура сучасної ГКМ.

6. Загальна класифікація КМ.

7. Класифікація КМ за територіальним принципом.

8. Класифікація КМ за сферою застосування.

9. Класифікація КМ за топологіями.

10. Фізичні середовища передачі даних в КМ.

11. Класифікація КМ за методом доступу до фізичного середовища.

12. Архітектурні рішення для побудови КМ.

13. Основні протоколи КМ.

14. Дайте визначення терміну "LAN".

15. Дайте визначення терміну "MAN".

16. Дайте визначення терміну "WAN".

17. Можливості ЛКМ.

18. Можливості ЛКМ по розподілу файлів та пристроїв загального користування.

19. Можливості ЛКМ по розподілу прикладних програм.

20. Можливості ЛКМ по розподілу баз даних.

Лекція 2. Складові локальної комп'ютерної мережі.
Топології локальних комп’ютерних мереж.
Середовища передачі даних в комп’ютерних мережах

1. Складові частини локальної комп’ютерної мережі.

2. Топології локальних комп’ютерних мереж.

3. Нематеріальні (ефірні) середовища передачі даних.

4. Матеріальні середовища передачі даних.

1. Складові частини локальної комп’ютерної мережі

Література

Основна:

[1] стор. 326–327; [2] стор. 16–19, 33–36, 60–83; [5] стор. 14–17, 47–50; [6] стор. 12–13, 67–79; [10] стор. 46–50.

Додаткова:

[13] стор. 15–16; [17] стор. 33–36.

Як вже зазначалося, КМ – це сукупність 2-х і більше комп’ютерів, об’єднаних за допомогою спеціального комунікаційного обладнання, яка управляється за допомогою спеціального програмного забезпечення (як правило, засобів мережевої операційної системи).

Потік інформації, який передається через мережу, називається мережевим трафіком. Трафік, окрім корисної інформації, включає також і службову її частину, необхідну для організації взаємодії вузлів мережі. Пропускна здатність ліній зв’язку визначається як кількість інформації, яка проходить через лінію за одиницю часу. Вимірюється в біт/с (bps – bit per second), кбіт/с (kbps), Мбіт/с (Mbps), Гбіт/с (Gbps), Тбіт/с (Тbps).

Мережеве обладнання КМ поділяється на активне та пасивне. До активного обладнання відносяться інтерфейсні плати комп’ютерів, повторювачі, концентратори і т.п., до пасивного – кабелі, з’єднувальні роз’єми, комутаційні панелі і т.п. Крім того, використовується допоміжне обладнання – пристрої безперебійного живлення, кондиціонування повітря, монтажні стійки, шафи, кабелепроводи різного типу.

Обладнання КМ поділяється на кінцеві системи (пристрої), які є джерелами та (або) споживачами інформації, та проміжні системи, які забезпечують проходження інформації у мережі. До кінцевих систем (ES – End System) відносяться комп’ю­тери, термінали, мережеві принтери, факс-машини, касові апарати, зчитувачі штрих-кодів, засоби голосового та відеозв’язку та інші периферійні пристрої, які мають той чи інший мережевий інтерфейс. До проміжних систем (IS – Intermediate System) відносяться концентратори (повторювачі, мости, комутатори), маршрутизатори, модеми та ін. телекомунікаційні пристрої, а також з’єднувальна кабельна та (або) безпровідна інфраструктура.

Комп’ютери мережі у відповідності до їх функцій та ресурсів, які вони виділяють для загального користування, поділяють на сервери та робочі станції.

Сервер (Server) – це комп’ютер, який надає частину своїх ресурсів для загального користування клієнтам мережі.

У залежності від типу ресурсу виділяють такі типи серверів:

– файловий сервер (файл-сервер), який виділяє свій дисковий простір і файли для загального користування та керує цим процесом;

– сервер друкування (принт-сервер), керує процесом друку документів на одному або кількох мережевих принтерах;

– сервер баз даних (сервер БД), містить єдину базу даних, опрацювання якої проводиться з робочих станцій;

– сервер додатків, як правило, функціонує у комплексі з сервером БД, виконує управління БД;

– модем-сервер (чи факс-сервер) управляє одним або кількома пристроями для передачі та прийому інформації;

– сервер електронної пошти та ін.

У деяких випадках один комп’ютер може виконувати функції кількох серверів.

Сервери також бувають:

– призначені (dedicated) – займаються тільки органі­зацією обслуговування запитів, що надходять з мережі;

– непризначені (nondedicated) – крім обслуговування запитів з мережі дають можливість працювати з прикладними програмами

Робоча станція (Workstation) або клієнт – комп’ютер, який використовує ресурси, надані сервером, при цьому своїх ресурсів, як правило, у загальне користування не надає.

Робочими станціями, як правило, виступають звичайні ПК, які мають обладнання для підключення до КМ. У деяких випадках використовуються так звані бездискові робочі станції, тобто комп’ютери, які не мають власних дисків і завантажуються з сервера. Вони мають нижчу вартість, ніж звичайні ПК.

2. Топології локальних комп’ютерних мереж

Література

Основна:

[2] стор. 19–22; [5] стор. 94–100; [6] стор. 14–22; [7] стор. 43–47; [10] стор. 35 – 45.

Додаткова:

[11] стор. 34–38; [16] стор. 87–99; [17] стор. 40–54.

Топології ЛКМ можна описувати як з фізичної, так і з логічної точки зору.

Фізична топологія описує фізичне упорядкування вузлів локальної мережі. Водночас топологію не можна розглядати як звичайну схему мережі. Це теоретична конструкція, яка графічно передає форму і структуру ЛКМ.

Логічна топологія описує можливі способи з’єднання між парами взаємодіючих кінцевих точок.

Конфігурація фізичних зв’язків, яка визначається електричними з’єднаннями комп’ютерів між собою, може відрізнятися від конфігурації логічних зв’язків між вузлами мережі. Логічні зв’язки являють собою маршрути передачі даних між вузлами мережі і створюються шляхом відповідного налагодження комунікаційного обладнання.

Вибір фізичної топології суттєво впливає на більшість характеристик мережі. Наприклад, наявність резервних зв’язків підвищує надійність мережі і дає можливість збалансувати завантаження окремих каналів зв’язку. Простота під’єднання нових вузлів, характерна деяким топологіям, робить мережу легко розширюваною. Економічні умови часто приводять до вибору топологій, для яких характерна мінімальна сумарна довжина ліній зв’язку.

Виділяють прості і складні фізичні топології.

До простих фізичних топологій ЛКМ (рис. 2.1) відносять такі топології як:

– повнозв'язкова;

– комірчаста;

– шинна;

– зіркоподібна;

– кільцева;

– деревоподібна (ієрархічна).

Повнозв'язкова топологія (рис. 2.1, а) відповідає мережі, у якій кожний комп’ютер мережі зв’язаний за допомогою окремих каналів зв’язку з рештою комп’ютерів. Цей варіант топології, не дивлячись на логічну простоту, є громіздким і неефективним, оскільки кожен комп’ютер у мережі повинен мати велику кількість комунікаційних портів та електричних ліній зв’язку для сполучення з іншими комп’ютерами.

Комірчаста топологія(mesh) (рис. 2.1, б) отримується з повнозв’язкової шляхом видалення деяких зв’язків. При такій топології безпосередньо з’єднуються тільки ті комп’ютери, між якими відбувається інтенсивний обмін даними, а для решти комп'ютерів використовуються транзитні передачі через проміжні вузли. Така топологія допускає з’єднання великої кількості комп’ютерів.

Шинна топологія(bus) (рис. 2.1, в) – топологія, у якій комп’ютери підключаються до одного коаксіального кабелю за допомогою спеціального обладнання. Доволі поширена у сучасних мережах через свою дешевизну і простоту.

Зіркоподібна топологія(bus) (рис. 2.1, г) – топологія, у якій кожний комп’ютер підключається окремим кабелем до загального пристрою – концентратора (hub), що знаходиться у центрі мережі.

Кільцева топологія(ring) (рис. 2.1, д) – топологія, у якій дані передаються по кільцю від одного комп'ютера до іншого, як правило, в одному напрямку. Якщо комп'ютер розпізнає дані, які надіслані йому, – він копіює їх для подальшої обробки.

Деревоподібна (ієрархічна) топологія (рис. 2.1, е) – варіант зіркоподібної топології, у якому між собою ієрархічно з’єднуються концентратори, що дає можливість нарощувати кількість комп'ютерів у мережі.

Рис. 2.1. Типові топології ЛКМ

Для великих мереж характерне використання будь-яких зв’язків між комп'ютерами. У таких мережах можна виділити окремі, довільно зв’язані фрагменти (підмережі), які мають типову топологію, тому їх називають мережами зі змішаною топологією (рис. 2.2). При побудові мережі зі змішаною топологією виникають певні проблеми технічного характеру, оскільки необхідне специфічне обладнання для з’єднання частин мережі, які побудовані по різних топологіях.

Рис. 2.2. Приклад змішаної топології ЛКМ

До складних топологій, які є розширенням або комбінацією основних фізичних топологій відносяться:

– послідовні ланцюжки;

– ієрархії;

– ієрархічні кільця;

– ієрархічні зірки;

– ієрархічні комбінації;

– послідовна магістраль;

– розподілена магістраль;

– локалізована магістраль;

– паралельна магістраль.

Переваги та недоліки, а також сфери застосування основних топологій приведено у табл. 2.1.

Таблиця 2.1

Переваги та недоліки, сфери застосування основних топологій комп'ютерних мереж

Топологія	Переваги	Недоліки	Сфера застосування
Повнозв’язкова	Логічна простота	Громіздкість та неефективність, викликана необхідністю мати багато комунікаційних портів та ліній зв’язку між ними	Багатомашинні комплекси або ГКМ при невеликій кількості комп’ютерів
Комір­часта			Для з’єднання великої кількості комп'ютерів у ГКМ
Зіркоподібна	– висока надійність; – легкість управління; – просте ПЗ; – простий потік трафіка; – можливість швидкого пошуку помилок; – простота та незначні витрати при нарощуванні мережі	– висока вартість обладнання та монтажу; – виникнення вузьких місць, коли трафіком керує пристрій, що знаходиться найвище; – часті конфліктні ситуації (колізії), при русі зверху вниз і навпаки; – обмежена кількість портів на концентраторі	Найбільш розповсюджена в ЛКМ та ГКМ
Шинна	– низька вартість; – простота монтажу у приміщенні; – легке нарощування мережі; – відносно просте керування трафіком	– мала надійність через наявність одного каналу, при розриві якого виходить з ладу вся мережа; – складність при знаходженні відмов; – низька продуктивність, оскільки в кожен момент часу тільки 1 комп. може передавати дані у мережу; – обмеженість на відстань та розширюваність	Невеликі ЛКМ, як правило, однорангові
Кільцева	– проста логічна організація; – нечасті перевантаження (у порівнянні з зірковою та ін. топологіями)	– наявність лише одного каналу, при виході з ладу будь-якої ділянки якого ви­ходить з ладу вся мережа; – високі витрати на побудову	ЛКМ
Деревоподібна (ієрархічна)	див. зіркоподібна	див. зіркоподібна	див. зіркоподібна

3. Нематеріальні (ефірні) середовища передачі даних

Література

Основна:

[1] стор. 25–28; [2] стор. 29–33; [7] стор. 109–111; [10] стор. 249 – 264.

Додаткова:

[11] стор. 19–22; [14] стор. 69–71; [17] стор. 72–83.

При передачі даних в КМ виділяють нематеріальні та матеріальні середовища передачі даних

До нематеріальних середовищ відносять так звані ефірні середовища. Поділ таких середовищ на типи проводиться у залежності від частоти передавання інформації. Виділяють наступні ефірні середовища:

– радіоканали;

– інфрачервоні канали;

– ультракороткохвильові канали;

– мікрохвильові канали.

Характеристики ефірних середовищ наведені у табл. 2.2.

Таблиця 2.2

Характеристики ефірних середовищ

Назва ефірного середовища	Швидкість передачі даних	Вартість	Максимальна відстань для передачі	Чутливість до завад, недоліки
Радіоканал	20–150 Кбіт/с	Середня	У межах радіодосяжності	Чутливий до радіозавад, працює в межах радіодосяжності
Інфрачервоний канал	2–4 Мбіт/с	Низька	До 3 км	Нечутливий до електромагнітних завад, велике згасання сигналів, недовговічність апаратури
Ультракороткохвильовий канал	20–40 Мбіт/с	Середня	0,7–1,5 км
Мікрохвильовий канал	До 20 Гбіт/с	Висока	15–20 км	Працює у межах прямої видимості, апаратура утворення дорога і недосконала

4. Матеріальні середовища передачі даних

Література

Основна:

[1] стор. 26–28; [2] стор. 29–33; [6] стор. 41–47; [7] стор. 109–131; [10] стор. 123 – 134.

Додаткова:

[11] стор. 19–21; [13] стор. 60–74, 84 – 90, 129–139; [14] стор. 66–69; [16] стор. 40–45; [17] стор. 62–69.

Оскільки застосування нематеріальних середовищ передачі даних при побудові КМ через складність реалізації у наш час не набуло великого поширення, більш детально зупинимося на характеристиках основних матеріальних середовищ, які застосовуються при побудові ЛКМ.

До основних матеріальних середовищ відносять такі середовища:

– коаксіальний кабель;

– скручена (звита) пара;

– волоконно-оптичний кабель.

Розглянемо побудову та характеристики вищеперерахованих середовищ.

Коаксіальний кабель є широко розповсюдженим і зручним середовищем передачі даних. Свою назву він отримав внаслідок того, що він складається з 2-х провідників (axes), які розділені шаром діелектричного матеріалу. Зверху кабель покритий пластиковою оболонкою (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Будова коаксіального кабелю

За техніко-експлуатаційними характеристиками виділяють широко- та вузькосмугові коаксіальні кабелі. Характеристики таких кабелів наведені у табл. 2.3

Таблиця 2.3

Характеристики коаксіальних кабелів

Тип	Швидкість передачі сигналу, Мбіт/с	Термін придатності, років
Широкосмуговий	300–500	10–12
Вузькосмуговий	До 50	10–12

Скручена (звита) пара (рис. 2.4). Кабель складається з однієї або кількох пар скручених провідників, кожен з яких покритий поліхлорвініловою оболонкою. Зверху ці пари теж покриваються оболонкою. В залежності від специфікації, оболонка може виконувати не тільки механічні захисні функція, а також функції захисту від електромагнітних завад.

Такий тип кабелю є найдешевшим та найпоширенішим у наш час. Максимальна відстань передачі для даного типу кабелю 1,5–2 км, максимальна швидкість передавання даних – 1,2 Гбіт/с. Термін придатності 2–6 років.

Рис. 2.4. Будова скрученої (звитої) пари

Виділяють такі типи звитих пар:

– неекранована (UTP – Unshielded Twisted Pair);

– фольгована (FTP – Foiled Twisted Pair). У звитій парі такого типу для усунення впливу електромагнітних завад поліхлорвінілова оболонка додатково покривається шаром металевої фольги. Це, звичайно, збільшує вартість даного типу провідників;

– екранована (STP – Shielded Twisted Pair). Для усунення аналогічних проблем у звитій парі такого типу використовується покриття так званим екраном – додатковою металевою оболонкою. Це збільшує вартість і ускладнює монтаж мереж, побудованих за допомогою таких провідників.

Волоконно-оптичний кабель. У таких кабелях як фізичне середовище використовується скловолокно. Найпростіший кабель складається з кварцової серцевини діаметром 20–60 мкм, навколо якої нанесена плівка з меншим коефіцієнтом відбиття. Швидкість передачі сигналів 0,2–1,0 Гбіт/с (теоретично можлива максимальна швидкість передачі – 200 Гбіт/с). Максимальна довжина сполучення 110 км.

Розрізняють два типи оптичних волокон:

– одномодові;

– багатомодові;

У одномодових волокнах (рис. 2.5, а) у кожен момент часу може поширюватися сигнал тільки одного променя (моди). Для генерації світла використовуються напівпровідникові лазери. Діаметр серцевини одномодового волокна коливається від 5 до 10 мкм.

У багатомодових волокнах (рис. 2.5, б) одночасно можуть передаватися сигнали кількох променів (мод), що входять у кабель під різними кутами. Для генерації світла використовуються світлодіоди.

У порівнянні з одномодовими волокнами, товщина серцевини багатомодового волокна більша і складає 50; 62,5; 100,0; 140 мкм.

Рис. 2.5. Типи волоконно-оптичного кабелю

Порівняльні характеристики основних матеріальних середовищ передачі даних наведені у табл. 2.4.

Таблиця 2.4

Порівняльні характеристики
основних матеріальних середовищ передачі даних

Середовище	Переваги	Недоліки
Звита пара	Низька вартість, розгортання мережі не має складності	Недостатня безпека, сильна залежність від електромагнітних завад
Коаксіальний кабель	Відносно висока швидкість передачі даних на короткі відстані	Недостатня безпека, значна залежність від електромагнітних завад
Волоконно-оптичний кабель	Висока швидкість передачі на великі відстані голосової, цифрової і відеоінформації	Висока вартість, складність при розгортанні мережі

Контрольні питання до лекції 2

1. Дайте визначення терміну "мережевий трафік".

2. Дайте визначення терміну "пропускна здатність".

3. Класифікація обладнання КМ.

4. Дайте визначання терміну "сервер". Типи серверів.

5. Дайте визначення терміну "робоча станція".

6. Дайте визначення термінам "фізична топологія", "логічна топологія".

7. Основні фізичні топології ЛКМ.

8. Наведіть загальну характеристику повнозв'язкової топології.

9. Наведіть загальну характеристику комірчастої топології.

10. Наведіть загальну характеристику зіркоподібної топології.

11. Наведіть загальну характеристику шинної топології.

12. Наведіть загальну характеристику кільцевої топології.

13. Наведіть загальну характеристику деревоподібної (ієрархічної) топології.

14. Середовища передачі даних в КМ.

15. Нематеріальні середовища передачі даних.

16. Матеріальні середовища передачі даних.

17. Наведіть загальну характеристику коаксіального кабеля.

18. Наведіть загальну характеристику звитої пари.

19. Наведіть загальну характеристику волоконно-оптичного кабеля.

20. Наведіть порівняльну характеристику основних матеріальних середовищ передачі даних.

Лекція 3. Технології побудови комп'ютерних мереж

1. Основні технології побудови комп'ютерних мереж.

2. Порівняльні характеристики технологій комп’ютер­них мереж.

3. Побудова локальних комп’ютерних мереж на базі технології Ethernet 10Base-2.

4. Побудова локальних комп’ютерних мереж на базі технологій Ethernet 10Base-T та Ethernet 100Base-TX.

1. Основні технології побудови комп'ютерних мереж

Література

Основна:

[1] стор. 178–208; [5] стор. 100–119; [7] стор. 50–52, 206–262; [10] стор. 62–66.

Додаткова:

[11] стор. 124–126; [13] стор. 240–242; [16] стор. 45–50; [17] стор. 103–104, 117–189.

Мережева технологія – це узгоджений набір стандартних протоколів та програмно-апаратних засобів, які ці протоколи реалізують (наприклад, мережевих адаптерів, драйверів, кабелів та роз’ємів), достатній для побудови мережі. Іноді мережеві технології називають базовими технологіями.

Прикладами основних базових мережевих технологій, які використовуються у сучасній практиці побудови мереж є:

1) Для локальних мереж

– Ethernet;

– Fast Ethernet;

– Gigabit Ethernet;

– Token Ring;

– Fibre Channel;

– FDDI;

– CDDI;

– Arcnet;

– AppleTalk.

2) Для територіальних мереж:

– X.25;

– Frame Relay.

3) Для комутованих та виділених каналів:

– ISDN;

– DSL;

– ATM;

– T1;

– T3 та ін.

Кожна з вищезгаданих технологій має свої технічні характеристики і набула певного поширення. Найбільш широко нині в ЛКМ використовуються технології сімейства Ethernet: Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet та деякі інші їх підтипи.

2. Порівняльні характеристики технологій комп’ютерних мереж

Література

Основна:

[1] стор. 178–208; [5] стор. 100–119; [7] стор. 50–52, 206–262; [10] стор. 62–66.

Додаткова:

[11] стор. 124–126; [13] стор. 240–242; [16] стор. 45–50; [17] стор. 103–104, 117–189.

При виборі технології для побудови КМ організації слід визначитися: яке середовище передачі даних буде використовуватися, яка швидкість передачі даних, яка максимальна довжина сегмента для вибраної технології. Всі ці параметри впливають на безпосередній вибір самої технології та додаткового обладнання, яке використовується при побудові мережі (концентратори, комутатори, маршрутизатори і т.п.)

Часто у назві технології міститься інформація про її характеристики. Наприклад, Ethernet 10Base-2, означає, що як середовище передачі вибирається тонкий коаксіальний кабель з максимальною довжиною сегмента 185 м (185/100» 2), швидкість передачі 10 Мбіт/с; Ethernet 100Base-T4 означає, що як середовище передачі даних вибирається 4 звитих пари (T4), швидкість передачі 100 Мбіт/с і т.п.

Порівняльні характеристики основних технологій КМ наведені у табл. 3.1

Таблиця 3.1

Порівняльні характеристики основних технологій комп’ютерних мереж

Технологія	Середовище передачі даних	Швидкість передачі, Мбіт/с	Максимальна довжина сегмента, м
Token Ring	звита пара, волоконно-опт. кабель	4, 16
Звичайний Ethernet
10Base-T	звита пара
10Base-F	волоконно-оптичний кабель (багатомодов.)		до 2000
10Base-F	волоконно-оптичний кабель (одномодов.)		до 25000
10Base-5	товстий коакс. кабель
10Base-2	тонкий коакс. кабель
10Base-36
	Fast Ethernet
	100Base-T4	4 звитих пари
	100Base-TX	2 звиті пари
	100Base-FX	волоконно-оптичний кабель (багатомодов.)		412(напівдупл.) 2000(дуплекс.)
	100Base-FX	волоконно-оптичний кабель (одномодов.)
	100VGAnyLan	звита пара, волоконно-оптичний кабель		залежно від середовища
	Gigabit Ethernet
	1000Base-T	неекранов. звита пара
	1000Base-T	волоконно-оптичний кабель (одномодов.)
	1000Base-T	волоконно-оптичний кабель (багатомодов.)
	1000Base-T	коаксіальний кабель
	Інші
	ATM	волоконно-оптичний кабель	від 155 до 622	залежно від середовища
	FDDI	волоконно-оптичний кабель (одномодов.)		40000–60000
	FDDI	волоконно-оптичний кабель (багатомодов.)
	FDDI(CDDI)	різні
	Fibre Channel		133, 1000, 1250

3. Побудова локальних комп’ютерних мереж на базі технології Ethernet 10Base-2

Література

Основна:

[1] стор. 217; [2] стор. 27–30; [5] стор. 104–106; [6] стор. 87–89; [7] стор. 209–211; [10] стор. 173.

Додаткова:

[13] стор. 249–253; [14] стор. 157–158; [17] стор. 123.

Мережа, яка будується по технології Ethernet 10Base-2 базується на шинній топології (рис. 3.1). Як середовище передачі даних використовується тонкий коаксіальний кабель (RG-58). Для під’єднання мережевого адаптера використовуються BNC-коннектори (British Naval Connector) та Т-коннектори. На кінцях загального сегмента встановлюються термінатори.

Рис. 3.1. Схема підключення комп’ютерів по Ethernet 10Base-2

Максимальна довжина сегмента 185 м. Максимальна кіль­кість вузлів, які можна підключити до 1-го сегмента, складає 30 штук. Мінімальна відстань між станціями складає 1 м.

Для з’єднання кількох сегментів використовуються спеціальні пристрої – репітери.

Репітер (repeater) – пристрій, який дозволяє збільшити довжину сегмента коаксіального кабелю шляхом його поділу на кілька незалежних частин. Репітер підсилює сигнал, збільшує дальність передачі, передає дані в обох напрямках.

Максимальна кількість репітерів у ЛКМ складає 4 штуки, отже, максимальна кількість сегментів – 5, а максимальна довжина мережі 5´185 = 925 м.

У реальному житті технологія Ethernet 10Base-2 дозволяє використовувати тільки 3 навантажених сегменти по 30 з’єднань (29 – вузли, 1 – репітер). Тобто, до мережі можна підключити 29 ´ 3 = 87 комп’ютерів.

4. Побудова локальних комп’ютерних мереж на базі технологій Ethernet 10Base-T та Ethernet 100Base-TX

Література

Основна:

[1] стор. 179–180; 189–190; [2] стор. 29–30; [5] стор. 106–108, 119–121; [6] стор. 90–91, 130–132; [7] стор. 243–248; [10] 173–177.

Додаткова:

[13] стор. 253–260; [14] стор. 158–159; [17] стор. 133–137.

Мережа, яка будується по технології Ethernet 10Base-T (Ethernet 100Base-TX) базується на зіркоподібній топології (рис. 3.2). Ця технологія також дає змогу будувати мережі по ієрархічній (деревоподібній) топології.

Рис. 3.2. Схема підключення комп’ютерів по технології Ethernet 100Base-TX

Як середовище передачі даних використовується звита пара UTP 5 категорії або STP Type 1. Максимальна довжина окремого сегмента кабелю складає 100 м. На кінцях кабелю встановлюються роз’єми RJ-45, за допомогою яких проводиться під’єднання до мережевого адаптера та до концентратора. Таким чином максимальна відстань між кінцевими вузлами мережі з одним концентратором складає 200 м. Максимальна кількість вузлів, які підключаються до концентратора, визначаються кількістю портів (розеток RJ-45) самого концентратора. Як правило це 8, 12, 16, 24, 32, 48 портів.

Концентратор (hub) – центральний пристрій, до якого під’єднуються вузли мережі, побудованої по зіркоподібній топології.

Виділяють три типи концентраторів:

– неінтелектуальні (“тупі”) концентратори (dumb hubs) – забезпечують прийом та передачу сигналів від одних вузлів до інших;

– концентратори з розвиненою логікою (smart hubs) – крім прийому та передачі сигналів, виконують також підсилення сигналів;

– інтелектуальні концентратори (intelligent hubs) – мають всі властивості, характерні для концентраторів з розвиненою логікою, підтримують більше типів кабелів та мережевих топологій, дозволяють проводити більш складне управління мережею.

Для побудови мережі можна використовувати кілька концентраторів. Їх кількість визначається типом концентратора і фірмою-виробником. У цьому випадку топологія мережі перетворюється із зіркоподібної у деревоподібну (ієрархічну) топологію.

Для поєднання КМ на коаксіальному кабелі (наприклад, Ethernet 10Base-2) та КМ на звитій парі (наприклад, Ethernet 10Base-T) використовуються комбіновані концентратори. Як правило, такий концентратор має 1 BNC та 7, 15 … RJ-45 з’єднань.

Контрольні питання до лекції 3

1. Дайте визначення терміну "мережева топологія".

2. Основні технології ЛКМ.

3. Основні технології територіальних мереж.

4. Основні технології комутованих та виділених каналів.

5. Наведіть загальну характеристику технології Token Ring.

6. Наведіть загальну характеристику технології Ethernet.

7. Наведіть загальну характеристику технології Fast Ethernet.

8. Наведіть загальну характеристику технології Gigabit Ethernet.

9. Наведіть загальну характеристику технології Ethernet 10Base-2.

10. Наведіть перелік обладнання, яке використовується для побудови ЛКМ, яка базується на технології Ethernet 10Base-2.

11. Призначення репітера.

12. Переваги та недоліки технології Ethernet 10Base-2.

13. Наведіть загальну характеристику технології Ethernet 10Base-T.

14. Наведіть перелік обладнання, яке використовується для побудови ЛКМ, яка базується на технології Ethernet 10Base-T.

15. Призначення концентратора.

16. Типи концентраторів.

17. Переваги та недоліки технології Ethernet 10Base-Т.

18. Наведіть загальну характеристику технології Ethernet 100Base-TX.

19. Проведіть порівняльну характеристику технологій Ethernet 10Base-2 та Ethernet 10Base-T.

20. Проведіть порівняльну характеристику технологій Ethernet 10Base-Т та Ethernet 100Base-TX.

Лекція 4. Мережеві операційні системи.
Протоколи комп’ютерних мереж

1. Поняття і функції мережевої операційної системи.

2. Однорангові і серверні мережеві операційні системи.

3. Вимоги до сучасних операційних систем.

4. Протоколи комп’ютерних мереж.

5. IP-адресація.

1. Поняття і функції мережевої операційної системи

Література

Основна:

[1] стор. 326–329; [5] стор. 152–156; [6] стор. 231–237; [8] стор. 29–48; [10] стор. 453–463.

Додаткова:

[16] стор. 247–253; [17] стор. 319–331.

Операційна система (ОС) комп’ютера – це комплекс взаємопов’язаних програм, який діє як інтерфейс між додатками і користувачами з одного боку і апаратурою комп’ютера з іншого боку.

Серед функцій, які виконує ОС автономного комп’ютера, виділяють наступні:

1. Управління процесами.

2. Управління пам’яттю.

3. Управління даними (файлами).

4. Управління зовнішніми пристроями.

5. Захист даних та адміністрування.

6. Інтерфейс прикладного програмування.

7. Користувацький інтерфейс.

Мережева ОС (МОС) багато в чому аналогічна ОС автономного комп’ютера – вона також є комплексом взаємопов’язаних програм, який забезпечує зручність роботи користувачам і програмістам шляхом надання їм деякої віртуальної обчислювальної системи і реалізує ефективний спосіб поділу ресурсів між множиною виконуваних в мережі процесів.

В даний час термін мережева операційна система використовується в двох значеннях:

– це сукупність ОС всіх комп’ютерів мережі;

– це ОС окремого комп’ютера, здатного працювати в мережі.

На рис. 4.1. наведені основні функціональні компоненти МОС. Зокрема, це:

1. Засоби управління локальними ресурсами реалізують всі функції ОС автономного комп’ютера;

2. Мережеві засоби:

– серверна частина ОС – засоби надання локальних ресурсів та послуг в загальне користування;

– клієнтська частина ОС – засоби запиту доступу до віддалених ресурсів та послуг;

– транспортні засоби ОС, які сумісно з комунікаційною системою забезпечують передачу повідомлень між комп’ютерами мережі.

Рис. 4.1. Структурна схема мережевої ОС

Сукупність серверної та клієнтської частин ОС, які надають доступ до конкретного типу ресурсу комп’ютера через мережу, називається мережевою службою. Це може бути служба доступу до файлів, служба друку, поштова служба та ін.

2. Однорангові і серверні мережеві операційні системи

Література

Основна:

[1] стор. 327–329; [5] стор. 156–173; [6] стор. 237–238; [8] стор. 48–55; [10] стор. 453–463.

Додаткова:

[16] стор. 247–253; [17] стор. 319–331.

У залежності від того, як розподілені функції між комп’ютерами мережі, вони можуть виступати в різних ролях:

– виділений сервер мережі – комп’ютер, який займається виключно обслуговуванням запитів інших комп’ютерів;

– клієнтський вузол – комп’ютер, який звертається з запитами до ресурсів інших комп’ютерів;

– одноранговий вузол – комп’ютер, який суміщує функції клієнта і функції сервера.

Мережа не може складатися тільки з клієнтських чи тільки з серверних вузлів. Вона може бути побудована по одній із трьох наступних схем:

– однорангова мережа – мережа на основі однорангових вузлів;

– мережа з виділеними серверами – мережа на основі клієнтів та серверів;

– гібридна мережа – мережа, яка включає вузли всіх типів.

В одноранговій мережі всі комп’ютери рівні в можливостях доступу до ресурсів один одного. Кожен користувач може на власний розсуд встановити доступ іншим користувачам до ресурсу свого комп’ютера. В однорангових мережах на всіх комп’ютерах встановлюється така ОС, яка надає всім комп’ютерам в мережі потенційно однакові можливості. Мережеві ОС такого типу носять назву однорангові ОС. Зрозуміло, що однорангові ОС повинні включати як серверні, так і клієнтські компоненти мережевих служб (на рис. 4.2).

Однорангові мережі простіше організовувати і експлуатувати. За цією схемою організовується робота в невеликих мережах, в яких кількість комп’ютерів не перевищує 10–20. У цьому випадку немає потреби в застосуванні централізованих засобів адміністрування – користувачі домовляються між собою про перелік сумісних ресурсів і паролів доступу до них.

Рис. 4.2. Однорангова мережа

Рис. 4.3. Мережа з виділеним сервером

У мережах з виділеними серверами (рис. 4.3) використовуються спеціальні варіанти мережевих ОС, які оптимізовані для роботи в цій ролі і називаються серверними ОС. Користувацькі комп’ютери в цих мережах працюють під управлінням клієнтських ОС.

Спеціалізація ОС для роботи як серверної ОС є природним способом підвищення ефективності серверних операцій.

Клієнтські ОС в мережах з виділеними серверами звільнені від виконання серверних функцій, що значно спрощує їх внутрішню організацію. Розробники клієнтських ОС основну увагу приділяють користувацькому інтерфейсу і клієнтським частинам мережевих служб.

У великих мережах поряд з відношенням клієнт-сервер існує необхідність і в однорангових зв’язках, тому такі мережі частіше всього будуються за гібридною схемою (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Гібридна мережа

Приклади сучасних однорангових ОС та ОС з виділеними серверами наведені у табл. 4.1.

Таблиця 4.1

Приклади сучасних операційних систем

Однорангові ОС	ОС з виділеними серверами
Artisoft LanSmart	Сімейство Windows: Windows NT Windows 2000 Server Windows Server 2003
Artisoft Lantastic
Personal Ware
Сімейство Windows: Windows for WorkGroups Windows NT Workstation Windows 95 Windows 98 Windows Me Windows XP
Сімейство UNIX: Linux UnixWare NetBSD Solaris OpenServer FreeBSD та ін.
Novell Netware
Banyan VINES та ін.

3. Вимоги до сучасних операційних систем

Література

Основна:

[5] стор. 154–156, 160–161; [6] стор. 232–233; [8] стор. 52–54.

Головною вимогою, яка висувається до ОС, є виконання нею основних функцій ефективного управління ресурсами та забезпечення зручного інтерфейсу для користувача і прикладних програм. Сучасна ОС повинна підтримувати мультипрограмну обробку, віртуальну пам’ять, свопінг, багатовіконний користувацький інтерфейс користувача і т.д. Крім вимог функціональної повноти до ОС висуваються не менш важливі експлуатаційні вимоги, зокрема:

– Розширюваність. Код ОС повинен бути такий, щоб доповнення та зміни можна було вносити без порушення цілісності системи. Якщо ОС відповідає цій вимозі, то таку ОС називають розширюваною. Розширюваність досягається за рахунок модульної структури ОС. Прикладом є ОС Unix.

– Переносимість. Код ОС повинен легко переноситися з про­цесора одного типу на процесор іншого типу і з однієї апаратної плат­форми на іншу. Переносимі ОС мають кілька варіантів реалізації для різних платформ і така властивість ОС називається багатоплатформенністю.

– Сумісність. Протягом тривалого часу для багатьох довгоживучих ОС було напрацьовано багато прикладних програм, які ефективно функціонують, мають велику популярність і не вимагають доповнення. Якщо ОС має засоби для виконання прикладних програм, написаних для інших ОС, то про таку систему кажуть, що вона є сумісною з цими ОС.

– Надійність та відмовостійкість. Система повинна бути захищена як від внутрішніх, так і від зовнішніх помилок, збоїв, відмов. Її дії повинні бути передбачуваними, а програми не повинні мати можливості нанести шкоду ОС.

– Безпека. Сучасна ОС повинна захищати дані та інші ресурси від несанкціонованого доступу. Це досягається за допомогою засобів аутентифікації – визначення легальності користувачів; авторизації – надання легальним користувачам диференційованого доступу до ресурсів; аудиту – фіксації “підозрілих” для системи подій і попередження про них; захисту даних, які передаються по мережі.

– Продуктивність. ОС повинна мати настільки високу швидкодію і час реакції, наскільки це дозволяє апаратна платформа.

4. Протоколи комп’ютерних мереж

Література

Основна:

[1] стор. 120–128; [2] стор. 40–48, 59-60; [5] стор. 143–151; [7] стор. 82–87, 361–367, 432–439.

Додаткова:

[16] стор. 67–73, 75–79; [17] стор. 190–196, 201–205, 209–210.

Мережевим протоколом називається мова та набір правил, які використовуються при обмінах даними через мережу.

Мережеві протоколи відповідають за адресацію вузлів, реалізують способи передачі повідомлень, описують деталі форматів повідомлень, вказують як опрацьовувати помилки. Найважливішим в роботі є те, що вони дають змогу взаємодіяти комунікаційним системам незалежно від типу обладнання, на якому вони реалізовані.

У сучасній практиці найбільшого поширення в КМ набули наступні протоколи:

– NetBEUI;

– IPX/SPX;

– TCP/IP.

Розглянемо перші три з них, які найбільш поширені.

Протокол NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) – розширений інтерфейс користувача NetBIOS. Був створений компанією IBM у 1985 р. Використовується у всіх мережевих продуктах фірми Microsoft (MS-DOS, Windows 3.xx, Windows 9x, Windows NT/2000/XP) та у продуктах OS/2, LanServer компанії IBM.

Переваги NetBEUI:

1) Невеликий за обсягом, швидкий при роботі, ефективний. Займає небагато пам’яті в порівнянні з іншими протоколами.

2) Зумовлює мінімальні затримки, тому передача даних у мережі проводиться досить швидко.

3) Для ідентифікації і адресації вузлів мережі NetBEUI використовує тільки унікальні текстові імена, що задаються при встановленні протоколу (Наприклад, SERVER, WS12).

4) Не потребує майже ніякої конфігурації.

Недоліки NetBEUI:

1) Протокол не підтримує маршрутизацію, тобто не можна пересилати пакети даних з однієї мережі в іншу.

2) Не дає змоги ефективно працювати в мережі, яка має більше ніж 200 вузлів, оскільки максимальна кількість сеансів для даного протоколу складає 254.

3) Не працює з ОС Novel Netware, всіма різновидами ОС UNIX та деякими іншими.

Протокол IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange) – міжмережевий обмін пакетами/послідовний обмін пакетами. Був розроблений компанією Novell на початку 80-х років для використання в мережах Novell Netware. Основна функція цього протоколу – надавати з’єднання з серверами Netware у змішаному мережевому середовищі.

Переваги IPX/SPX:

1) IPX/SPX малий за об’ємом і має велику швидкодію.

2) Підтримує маршрутизацію, що дає змогу використовувати його у великих або складних мережах.

3) Працює як в захищеному, так і в реальному режимі в Windows.

Недоліки IPX/SPX:

1) У порівнянні з NetBEUI потребує більше ресурсів і менш ефективний.

2) Не є відкритим протоколом, а належить одній компанії Novell.

3) Майбутнє протоколу невідоме, оскільки компанії Novell та Microsoft, які підтримують його, схиляються до думки замінити його протоколом TCP/IP.

Протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – протокол управління передачею даних/міжмережевий протокол. Був розроблений по ініціативі Міністерства оборони США в кінці 70-х на початку 80-х років ХХ ст. для зв’язку експериментальної мережі ARPANet з іншими мережами. Він дозволяє встановлювати з’єднання і здійснювати обмін даними через мережі з різною архітектурою обладнання і різними ОС. Окрім того, цей протокол є основним при роботі в мережі Internet.

Переваги TCP/IP:

1) Гнучкість, будь-яка ОС підтримує його, що дає змогу налагодити за його допомогою зв’язок з будь-яким іншим комп’ютером або мережею.

2) Підтримка маршрутизації, тому збільшення розмірів або складності мережі не є проблемою.

3) Всі мережеві ОС підтримують його.

4) Має великий набір засобів та методів управління та усунення несправностей.

Недоліки TCP/IP:

1) Найбільшим недоліком TCP/IP є його порівняна складність.

2) Ще один недолік – необхідність присвоювати кожному вузлу мережі унікальну цифрову адресу, яка називається IP-адресою

Порівняльні характеристики 3-х вищеперерахованих протоколів наведені у табл. 4.2.

Таблиця 4.2

Порівняльні характеристики
основних мережевих протоколів

Характеристики	NetBEUI	IPX/SPX	TCP/IP
Здатність здійснювати передачу через маршрутизатори	Ні	Так	Так
Кращий для корпоративної внутрішньої мережі	Ні	Ні	Так
Кращий для великих мереж	Ні	Ні	Так
Кращий для мереж Microsoft (без маршрутизації)	Так	Ні	Ні
Кращий для мереж Microsoft (з маршрутизацією)	Ні	Ні	Так
Кращий для невеликих LAN	Так	Так	Ні
Кращий для WAN	Ні	Ні	Так
Легкість конфігурування клієнта	Висока	Висока	Низька
Ле

Дата добавления: 2014-01-06