Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

— это сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством

взаимосвязанных абонентских систем и средствами связи; средства передачи и обработки информации ориентированы в ней на коллективное использование общесетевых ресурсов — аппаратных, информационных, программных.

станция) — это устройство, подключенное к сети и активно участвующее

в информационном обмене.

(узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам

не использует их ресурсы.
Выделенный (dedicated) и невыделенный сервера

— это сервер, занимающийся только сетевыми задачами.
Невыделенный сервер может

помимо обслуживания сети выполнять и другие задачи.

составе разных абонентских систем одной и той-же сети или различных

взаимодействующих сетей, связываются между собой автоматически (в этом заключается сущность протекающих в сети процессов);
каждая ЭВМ сети должна быть приспособлена как для работы в автономном режиме под управлением своей операционной системы (ОС), так и для работы в качестве составного звена сети.

и за ее пределами
Повышение оперативности принятия решений
данных (в т. ч.

БД и БЗ)

программ (в т. ч. различных сетевых приложений)

периферийных устройств (диск, принтер, модем и т. д.)

Совместное использование ресурсов

Сокращение затрат за счет совместного использования дорогостоящих программ и периферийных устройств

1). Эффективность взаимодействия между собой и партнерами по бизнесу.
2). Упрощение планирования и корректировки деятельности всей компании

Использование программ:
- электронной почты;
планирования
- и др.

непосредственное соединение двух устройств (ЭВМ) физическим каналом.
Такое соединение называется связью

"точка-точка" (point-to-point).
Частный случай связи "точка-точка" - соединение компьютера с периферийным устройством.

который (вместо приложения А) будет выполнять формирование сообщений-запро-сов к удаленной

машине и прием результатов для всех приложений.

месте приложения В), постоянно ожидающий прихода запросов на удаленный доступ

к принтеру (или файлам, расположенным на диске) этого компьютера.

Клиент,редиректор, сервер

распознает и перенаправляет (redirect) запрос к удаленной машине.
Клиент,редиректор, сервер

сервера с приложениями и локальной операционной системой

исполняют функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа.
Рабочие станции –

это компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером.
Физическая среда передачи данных – это коаксиальные и оптоволоконные кабели, витые пары проводов, а также беспроводные каналы связи (инфракрасное излучение, лазеры, радиопередача).

Вычислительные сети
Основные компоненты ВС

кабель
витая пара (экранированная, неэкранированная) {Shielded (Unshielded) Twisted Pair, STP,

UTP}
оптоволокно {Fiber}

беспроводные
инфракрасное излучение (прямое, рассеянное, отраженное)
лазер (прямая видимость)
радиопередача в узком спектре
радиопередача в рассеянном спектре

Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

неэкранированная) {Shielded Unshielded Twisted Pair (STP, UTP)}
Категории UTP: 1

- телефонный кабель, 3 - 10Мбит/с, 5 - 100 Мбит/с, 6-7 - 1 Гбит/с

Аппаратное обеспечение вычислительных сетей

сетей
Лучи, входящие под разными углами в оптоволокно называются модами, а

волокно, поддерживающее несколько мод - многомодовым.
По одномодовому волокну распространяется только один луч.

одномодовое оптоволокно


многомодовое оптоволокно

Радиоканал
WLAN (Wireless LAN) - подключения по радиоканалу.
Аппаратное обеспечение

вычислительных сетей

вычислительных сетей
Объединение компьютеров с помощью технологии Wi-Fi

передача

Дуплексная (полнодуплексная)

Полудуплексная
Tx
Rx
Tx,
Rx
Rx,
Tx
Tx
Rx
Rx
Tx
Tx – передатчик

Rx - приемник

последовательной передачи сигналов
Асинхронная передача
(посимвольная: старт бит, данные, бит четности,

стоп бит(ы)), невозможность отследить множественные ошибки, простая, отработанная, недорогая, треть пропускной способности канала теряется на передачу служебных битов);
Синхронная передача
(передача блоками, последовательность синхронизующих битов и закрывающих битов, высокая скорость передачи инфы (до неск. Гб/с), надежный механизм обнаружения ошибок (протокольный), более дорогая аппаратура.

информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи и содержащий

массивы данных общего применения, доступные для всех пользователей (абонентов) сети, и массивы индивидуального пользования, предназначенные для отдельных абонентов; базы знаний, автоматизированные базы данных — локальные и распределенные, общего и индивидуального назначения

программирования задач обработки информации, осуществляет планирование и организацию коллективного доступа

к телекоммуникационным, вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение этих ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей и т.д.

распределенной операционной системой (РОС) сети и программными средствами, входящими в

состав комплекта программ технического обслуживания сети (это контролирующие тест-программы для контроля работоспособности элементов и звеньев сети и ее ТКС и диагностические тест-программы для локализации неисправностей в сети);
специальное ПО, представленное прикладными программными средствами: функциональными и интегрированными пакетами прикладных программ и прикладными программами сети, библиотеками стандартных программ, а также прикладными программами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации своих задач;
базовое программное обеспечение ЭВМ абонентских систем , включающее операционные системы ЭВМ, системы автоматизации программирования, контролирующие и диагностические тест-программы.

сети
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
По степени территориальной рассредоточенности

Network)
объединяет абонентские системы, рассредоточенные на большой территории, охватывающей различные

страны и континенты. ГВС решают проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к ним. Взаимодействие АС осуществляется на базе различных территориальных сетей связи, в которых используются телефонные линии связи, радиосвязь, системы спутниковой связи.

По степени территориальной рассредоточенности

Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

от друга на значительном расстоянии: в пределах отдельной страны, региона,

большого города.

По степени территориальной рассредоточенности

Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Network)
связывает абонентские системы, расположенные в пределах небольшой территории. К

классу ЛВС относятся сети предприятий, фирм, банков, офисов, учебных заведений и т.д. Протяженность ЛВС ограничивается несколькими километрами.

По степени территориальной рассредоточенности

Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

территориальной рассредоточенности
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

несколько управляющих органов)
с децентрализованным управлением (каждая АС имеет средства для

управления сетью)
со смешанным управлением

Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

По способу управления

и телекоммуникации
По организации передачи информации

- коммутацией пакетов
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
По типу организации передачи

данных

коммутацией цепей (каналов)
При коммутации каналов коммутацион-ная сеть образует между конечными

узлами непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных канальных участков

коммутацией цепей (каналов)
Достоинства коммутации каналов
-Постоянная и известная скорость передачи

данных по установленному между конечными узлами каналу
Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть.

коммутацией цепей (каналов)
Недостатки коммутации каналов
- Отказ сети в обслуживании

запроса на установление соединения.
- Нерациональное использование пропускной способности физических каналов.
- Обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения

коммутацией сообщений
Под коммутацией сообщений понимается передача единого блока данных между

транзитными компьютерами сети с временной буферизацией этого блока на диске каждого компьютера.
Сообщение имеет произвольную длину

коммутацией пакетов
Под коммутацией пакетов понимается передача единого блока данных между

транзитными компьютерами сети с временной буферизацией этого блока на диске каждого компьютера.
Пакет имеет стандартную длину

коммутацией пакетов
Достоинства коммутации пакетов
- Высокая общая пропускная способность сети

при передаче пульсирующего трафика.
- Возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика.

коммутацией пакетов
Недостатки коммутации пакетов
- Неопределенность скорости передачи данных между

абонентами сети, обусловленная тем, что задержки в очередях буферов коммутаторов сети зависят от общей загрузки сети.
- Переменная величина задержки пакетов данных, которая может быть достаточно продолжительной в моменты мгновенных перегрузок сети.
- Возможные потери данных из-за переполнения буферов.

каналов и коммутации пакетов
Коммутация каналов
Гарантированная пропускная способность (полоса) для взаимодействующих

абонентов.
Сеть может отказать абоненту в установлении соединения.
Трафик реального времени передается без задержек
Адрес используется только на этапе установления соединения

Коммутация пакетов
Пропускная способность сети для абонентов неизвестна, задержки передачи носят случайный характер.
Сеть всегда готова принять данные от абонента.
Ресурсы сети используются эффективно при передаче пульсирующего трафика
Адрес передается с каждым пакетом

топологии
«Топология» характеризует физическое расположение компьютеров, сетевых сред передачи данных и

других компонентов сети.

один сетевой кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены

все РС сети.

Топология типа «звезда»
все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту – концентратору (Hub) или коммутатору (Switch)

Топология типа «кольцо»
сеть замкнута, образуя неразрывное кольцо, данные в кольце движутся всегда в одном направлении

Комбинированные топологии

топологии

коннектор

и телекоммуникации
По топологии

включение репитеров (хабов)

и телекоммуникации
По топологии

монтаже сети с логической топологией кольцо применяется физическая топология звезда

магистральной линейной шиной или используют звезду на основе главного концентратора.

Сеть

(mesh): все со всеми.

Спутниковая связь:
один ко многим (не звезда)


Точка-точка (point-to-point): один к одному


Соты (радиодоступ), мобильные
сети: базовые станции часто
связаны между собой
обычными наземными каналами.

зона покрытия каждой базы

базовая станция

топологии