Слайд 1Компьютерные сети
Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных между собой и распределенных
по определенной территории ЭВМ, имеющих возможность информационного взаимодействия друг с
другом с помощью специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения.
.
Слайд 2Классификация вычислительных сетей
По территориальному признаку,
По топологии (архитектуре сети),
По способу управления
сетью,
По способу организации передачи данных,
По возможности одновременного предоставления различных услуг.
Слайд 3Классификация вычислительных сетей по территориальному признаку.
Локальные (ЛВС):
состоят из нескольких компьютеров,
соединенных между собой (кабелем, телефонными линиями, радиоканалами),
позволяют пользователям совместно использовать
ресурсы компьютера (программы, файлы, папки, принтеры, плоттеры, диски, модемы и т.д.)
охватывают ограниченную территорию (обычно от нескольких десятков/сотен метров до 2-6 км);
Локальные сети - LAN (Local Area Network);
Слайд 4Корпоративные сети - сети масштаба предприятия, совокупность связанных между собой
ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение
в одном или нескольких близко расположенных зданиях.
Корпоративные сети - MAN (Metropolitan Area Network)
Классификация вычислительных сетей по территориальному признаку.
Слайд 5Территориальные (региональные) сети - охватывают значительное географическое пространство, соединяют абонентов
страны, континента, всего мира.
Территориальные (региональные) сети - WAN (Wide Area
Network).
Классификация вычислительных сетей по территориальному признаку.
Слайд 6Особо выделяют единственную в своем роде глобальную сеть Internet (в
ней реализована информационная служба World Wide Web (WWW) - «всемирная
паутина»);
Это сеть сетей со своей технологией.
Классификация вычислительных сетей по территориальному признаку.
Слайд 7Существует понятие интрасетей (Intranet) - корпоративных сетей, построенных по технологии
Internet. в которой присутствует:
- изоляция или защита внутренней сети
от внешней (например, от Интернета)
- использование центральных серверов (мощных компьютеров) для хранения информации и управления работой сети.
Классификация вычислительных сетей по территориальному признаку.
Слайд 9Виды локальных вычислительных сетей
Одноранговая локальная сеть - поддерживает равноправие компьютеров
и предоставляет пользователям самостоятельно решать какие ресурсы своего компьютера: папки,
файлы, программы сделать общедоступными.
Локальная сеть клиент-сервер - один или несколько компьютеров специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сетью на основе серверов (сеть клиент-сервер). Такая сеть имеет большую производительность и надежность хранения информации в сети,
Слайд 10Сервер - специальный управляющий компьютер, предназначенный для:
Хранения данных для всей
сети;
Подключения периферийных устройств;
Централизованного управления всей сетью;
Определения маршрутов передачи сообщений.
Слайд 11Функционирование любой локальной сети основано на следующих принципах
Каждая из машин,
включенных в сеть, имеет свой собственный номер (идентификатор);
Информация от
каждой машины поступает в сеть в виде отдельных порций (пакетов);
Пакет снабжается информацией о том, для какой машины он предназначен (адрес);
Пакет свободно перемещается по сети, причем адрес сравнивается с идентификатором каждой ЭВМ и в случае совпадения сообщение предается соответствующей машине.
Слайд 12Классификация вычислительных сетей по топологии.
Топология сети - это усредненная геометрическая
схема соединений узлов сети.
Слайд 13Классификация вычислительных сетей по топологии.
Шина (bus) - локальная сеть, в
которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий
путь.
Данные, передаваемые любой станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных (последнее свойство называют широковещательностью). Принимает сообщение только та станция , которой оно предназначено.
Слайд 15Классификация вычислительных сетей по топологии.
Звезда (star) - имеется центральный узел,
от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных
узлов.
Центральный узел ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки. Такая топология упрощает взаимодействие узлов ЛВС и позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. Но работоспособность ЛВС зависит от работоспособности центрального узла.
Слайд 17Классификация вычислительных сетей по топологии.
Кольцо (ring) - узлы связаны замкнутой
линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии).
Данные,
проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети.
Каждый промежуточный узел отбирает сообщение предназначенное для этого узла и ретранслирует остальные полученные сообщения следующему узлу.
Слайд 19Классификация вычислительных сетей по топологии.
Полносвязная сеть - каждая пара
узлов соединена между собой отдельным каналом. Это наиболее дорогая кабельная
система, обеспечивает максимальную производительность, надежность, скорость передачи.
Иерархическая сеть - позволяет сократить длину кабелей (по сравнению со зведой) и структурировать систему в соответствии с функциональным назначением элементов. Наиболее гибкая структура. Практически все сложные системы имеют в своем составе иерархические структуры.
Слайд 20Оборудование компьютерной сети
В любой сети может быть два вида оборудования:
активное - устройства, которым необходима подача электронергии для генерации сигнала
(сетевые карты компьютеров, повторители сигнала, концентраторы, мосты маршрутизаторы и т.п.)
пассивное - устройства, которые подачи элнетроэнергии не требуют (кабели, коммутационные панели, соединительные разъемы и т.п.)
Слайд 21Типовой состав ЛВС
Узлами сети (nodes) называют конечные и промежуточные
устройства сети, наделенные сетевыми адресами. К узлам сети относятся компьютеры
с сетевыми платами.
Слайд 22Типовой состав ЛВС
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен
иметь сетевой адаптер – специальная плата, предназначенная для передачи и
приема информации из сети.
Слайд 24Типовой состав ЛВС
Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится
с помощью кабелей различных типов (коаксиальный, витая пара, оптоволоконный).
Слайд 26Типовой состав ЛВС
Кабель – основной канал связи – физическая
среда передачи информации. Основная характеристика канала связи – пропускная способность,
т.е. максимальная скорость передачи информации (измеряется в бит/сек, килобит/сек, мегабит/сек).
Слайд 27Типовой состав ЛВС
Концентратор- специальное устройство, предающее сигналы от одних
подключенных к нему компьютеров к другим. Информация из одного кабельного
сегмента передается в другой побитно, анализ информации не производится.
Слайд 28Типовой состав ЛВС
Концентратор имеет несколько разъемов (портов) для подключения
либо компьютера, либо другого концентратора. К каждому порту подключается только
одно устройство.
Слайд 29Типовой состав ЛВС
Мост (bridge) делит общую среду передачи данных
на логические сегменты. При поступлении кадра на какой-либо из портов
мост повторяет этот кадр только на том порту, к которому подключен сегмент, содержащий компьютер-адресат.
Слайд 31Типовой состав ЛВС
Маршрутизатор (router) - сложное интеллектуальное устройство, построенное
на базе одного, а иногда и нескольких мощных процессоров.
Слайд 32Типовой состав ЛВС
Маршрутизатор имеет в своем распоряжении базу данных
о связях между компьютерами в сети и о состоянии этих
связей (работоспособное или нет). Имея такую карту сети, маршрутизатор выбирает один из нескольких возможных маршрутов доставки пакета адресату.
Слайд 33Типовой состав ЛВС
Маршрутизаторы позволяют объединять сети с различными принципами
организации в единую сеть, которая в этом случае часто называется
интерсеть (internet).
Слайд 34Типовой состав ЛВС
В каждой из сетей, образующих интерсеть, сохраняются
присущие им принципы адресации узлов и протоколы обмена информацией. Поэтому
маршрутизаторы могут объединять не только локальные сети с различной технологией, но и локальные сети с глобальными.
Слайд 35Эталонная модель взаимодействия открытых систем
Это теоретическая модель цифровой связи
Международная Организация
по Стандартизации (International Standart Organization – ISO) разработала Эталонную модель
взаимодействия открытых систем (Open System interconnection – OSI) в начале 80-х годов.
В OSI цифровая сеть рассматривается как совокупность функций, которые делятся на группы, называемые уровнями. Это позволяет вносить изменения в средства реализации одного уровня без перестройки средств других уровней, что значительно упрощает и удешевляет модернизацию средств по мере развития техники.
Слайд 36Эталонные модели взаимодействия открытых систем
Функции любого узла сети разбиваются на
семь уровней.
Внутри каждого узла взаимодействие идет по вертикали.
Взаимодействие
между двумя узлами сети происходит по горизонтали - между двумя соответствующими уровнями.
В передающем узле происходит спуск до нижнего уровня внутри узла, связь через физическую среду и подъем до соответствующего уровня в приемнике информации.
Слайд 37Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
Слайд 38Пример обработки сообщения по уровням модели OSI
Слайд 39Каждый уровень добавляет к данным свой заголовок - служебную информацию,
которая необходима для адресации сообщений и для некоторых контрольных функций.
Слайд 40Канальный уровень кроме заголовка добавляет в конец контрольную последовательность, которая
используется для проверки правильности приема сообщения в цифровой сети. Физический
уровень никаких заголовков не добавляет.
Слайд 41Сообщение , обрамленное заголовками и контрольной последовательностью поступает в сеть
и передается получателю. На принимающей стороне дешифруется адрес и определяется
кому предназначено это сообщение. При приеме происходит обратный процесс - чтение и отсечение заголовков уровнями модели OSI. Каждый
уровень реагирует только на свой заголовок
Слайд 42Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
7-й уровень - прикладной (Application): Обеспечивает пользовательской программе доступ
к сетевым ресурсам, включает средства управления прикладными процессами конечных пользователей. Эти процессы могут объединяться для выполнения поставленных заданий, обмениваться между собой данными. Другими словами, на этом уровне определяются и оформляются в блоки те данные, которые подлежат передаче по сети.
Слайд 43Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
Unicode) могли взаимодействовать, структуры данных определяются специальным абстрактным способом,
не зависящим от кодировки, используемой при передаче. 6-ой уровень преобразует структуры данных в абстрактной форме во внутреннюю для конкретной машины и из внутреннего, машинного представления в стандартное представление для передачи по сети.
6-й уровень - представительный (Presentation): Обеспечивает кодирование и шифрование предоставляемой информации. Он гарантирует представление данных в кодах и форматах, принятых в данной системе. Чтобы машины с разной кодировкой (ASCII,
Слайд 44Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
5-й уровень - сеансовый (Session): Обеспечивает организацию сеансов связи
на период взаимодействия сетевых узлов - начало, поддержание и завершение сеанса связи.
На этом уровне по запросам в сети создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения – логические каналы.
Слайд 45Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
4-й уровень - транспортный (Transport): предназначен для управления логическими
каналами в сети передачи данных. Основная функция транспортного уровня это: принять данные с предыдущего уровня, разделить, если надо, на более мелкие единицы, передать на сетевой уровень и позаботиться, чтобы все они дошли в целостности до адресата.
Слайд 46Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
4-й уровень - транспортный (Transport): На этом уровне обеспечивается
связь между оконечными пунктами (чаще всего точка-точка). К функциям транспортного уровня относятся мультиплексирование и демультиплексирование (сборка-разборка пакетов), обнаружение и устранение ошибок в передаче данных, реализация заказанного уровня услуг (например, заказанной скорости и надежности передачи).
Слайд 47Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
Осуществляет поиск пути от источника к получателю, установление и
обслуживание логической связи между узлами.
Основной проблемой является как маршрутизировать пакеты от отправителя к получателю. Здесь происходит формирование пакетов по правилам тех промежуточных сетей, через которые они проходят и маршрутизация пакетов, т.е. определение маршрутов, по которым передаются пакеты.
3-й уровень - сетевой (Network): обеспечивает передачу сообщений через магистральную сеть. Отвечает за адресацию, снабжает передаваемые данные информацией о получателе,
Слайд 48Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
3-й уровень - сетевой (Network): этот уровень отвечает за
маршрутизацию пакетов в сети и за связи между сетями. Маршруты могут быть определены заранее и прописаны в статической таблице, могут определяться в момент установления соединения, могут строиться динамически в зависимости от загрузка сети.
Важной функцией сетевого уровня является контроль нагрузки на сеть с целью предотвращения перегрузок. Если в подсети циркулирует слишком много пакетов, то они могут использовать одни и те же маршруты, что приведет к заторам.
За использование подсети предполагается оплата, поэтому имеются функции учета: как много байт, символов послал или получил абонент сети.
Слайд 49Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
Эта задача решается разбиением данных отправителя на кадры (фреймы)
(обычно от нескольких сотен до нескольких тысяч байтов), передачей фреймов последовательно и обработкой фреймов уведомления, поступающих от получателя.
Границы кадра определяются введением специальной последовательности битов, которая добавляется в начало и в конец кадра и всегда интерпретируется как его границы.
2-й уровень - канальный (Link, уровень звена данных): Основная задача - превратить несовершенную среду передачи в надежный канал, свободный от ошибок передачи.
Слайд 50Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
На этом уровне осуществляется контроль ошибок и управление потоком
данных.
Помехи на линии могут разрушить кадр. В этом случае он должен быть передан повторно. Он будет повторен также и в том случае если будет потерян.
На канальном уровне решаются вопросы: как бороться с дубликатами кадра, потерями или искажениями кадров.
2-й уровень - канальный (Link, уровень звена данных): Основная задача - превратить несовершенную среду передачи в надежный канал, свободный от ошибок передачи.
Слайд 51Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем
Open systems interconnection basic
reference model
преобразования формы сигналов, выбор параметров физических сред передачи данных
и передача информации по линии связи.
Этот уровень предоставляет механические, электрические, функциональные и процедурные средства для установления, поддержания и разъединения соединений между логическими объектами канального уровня.
1-й уровень - физический (Physical):
На физическом уровне осуществляются представление информации в виде электрических или оптических сигналов,