2. Основные понятия сетевой терминологии
2.1. Основные понятия сетевой терминологии
Понятие сети
Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными друг с другом независимыми устройствами.
По территориальному признаку различают:
Локальные
Глобальные
–– Городские
–– Региональные
–– Национальные
–– Транснациональные
Локальные вычислительные сети (ЛВС) или LocalAreaNetwork (LAN), расположенные в одном или нескольких близко расположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в рамках какой-либо организации (корпорации, учреждения), поэтому их называют корпоративными.
Распределенные компьютерные сети, глобальные или WideAreaNetwork (WAN), расположенные в разных зданиях, городах и странах, которые бывают территориальными, смешанными и глобальными. В зависимости от этого глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве примеров распределенных сетей очень большого масштаба можно назвать: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.
Коммуникационная сеть
Коммуникационная сеть предназначена для передачи данных по каналам связи, также она выполняет задачи с преобразованием данных.
Канал связи – путь или средство, по которому передаются сигналы. Существуют:
– Физический – соединение на основе витых пар, коаксиальных кабелей, оптических каналов или эфира.
– Логический – маршрут, проложенный между физическими каналами и узлами коммутации.
а)
б)
в)
Рис. 2.1. Организация физических каналов связи
а) витая пара; б) коаксиальный кабель; в) оптоволоконный кабель
Информационная сеть
Информационная сеть – предназначена для хранения информации и состоит из информационных систем.Информационная система – объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу информации.
Протокол, трафик и метод доступа
Протокол – это совокупность правил, устанавливающих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими устройствами.
Трафик – это поток сообщений в сети передачи данных. Под ним понимают количественное измерение в выбранных точках сети числа проходящих блоков данных и их длины, выраженное в битах в секунду.
Метод доступа – это способ определения того, какая из рабочих станций сможет следующей использовать канал связи и как управлять доступом к каналу связи
Топология
Топология – это описание физических соединений в сети, указывающее какие рабочие станции могут связываться между собой.
Рис.2.2. Топология сетей
Архитектура сетей
Архитектура – это концепция, определяющая взаимосвязь, структуру и функции взаимодействия рабочих станций в сети. Она предусматривает логическую, функциональную и физическую организацию технических и программных средств
Основные виды архитектур:
– Терминал – Главный компьютер
– Клиент – Сервер
– Одноранговая
Состав сетей
В состав сети в общем случае включается следующие элементы:
– сетевые компьютеры (оснащенные сетевым адаптером);
– каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, цифровые, волоконно-оптические, радиоканалы и др.);
– различного рода преобразователи сигналов;
– сетевое оборудование.
Виды сетей
Различают два понятия сети: коммуникационная сеть и информационная сеть (рис. 1.1).
– Коммуникационная сеть предназначена для передачи данных, также она выполняет задачи, связанные с преобразованием данных. Коммуникационные сети различаются по типу используемых физических средств соединения.
– Информационная сеть предназначена для хранения информации и состоит из информационных систем.
Рис. 2.3. Информационные и коммуникационные сети
Компьютерная сеть
Компьютерная сеть состоит из информационных систем и каналов связи.
– Под информационной системой следует понимать объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу информация. В состав информационной системы входят: компьютеры, программы, пользователи и другие составляющие, предназначенные для процесса обработки и передачи данных
– Под каналом связи следует понимать путь или средство, по которому передаются сигналы. Средство передачи сигналов называют абонентским, или физическим, каналом.
– Логический канал – это путь для передачи данных от одной системы к другой. Логический канал прокладывается по маршруту в одном или нескольких физических каналах.
– Протокол – это совокупность правил, устанавливающих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими устройствами.
– Топология – это описание физических соединений в сети, указывающее какие рабочие станции могут связываться между собой.
– Архитектура – это концепция, определяющая взаимосвязь, структуру и функции взаимодействия рабочих станций в сети.
2.2. Преимущества использования сетей
Соединенные в сеть компьютеры обмениваются информацией и совместно используют периферийное оборудование и устройства хранения информации рис. 2.4.
Рис. 2.4. Использование периферийного оборудования
Компьютерная сеть позволит совместно использовать периферийные устройства, включая:
– принтеры;
– плоттеры;
– дисковые накопители;
– приводы CD-ROM;
– дисководы;
– стримеры;
– сканеры;
– факс-модемы;
Компьютерная сеть позволяет совместно использовать информационные ресурсы:
– каталоги;
– файлы;
– прикладные программы;
– игры;
– базы данных;
– текстовые процессоры.
2.3. Архитектура сетей
Определение архитектуры сети
Архитектура сетиопределяет основные элементы сети, характеризует ее общую логическую организацию, техническое обеспечение, программное обеспечение, описывает методы кодирования. Архитектура также определяет принципы функционирования и интерфейс пользователя.
Виды сетевых архитектур
Архитектура "терминал-главный компьютер"
Это концепция информационной сети, в которой вся обработка данных осуществляется одним или группой главных компьютеров.
Рассматриваемая архитектура предполагает два типа оборудования:
– главный компьютер, где осуществляется управление сетью, хранение и обработка данных;
– терминалы, предназначенные для передачи главному компьютеру команд на организацию сеансов и выполнение заданий, ввода данных для выполнения заданий и получения результатов.
Главный компьютер через мультиплексоры передачи данных (МПД) взаимодействует с терминалами, как представлено на рисунке ниже.
Рис.2.5. Архитектура "Терминал-главный компьютер"
Одноранговая архитектура
К одноранговым сетям относятся малые сети, где любая рабочая станция может выполнять одновременно функции файлового сервера и рабочей станции.
В одноранговых сетях дисковое пространство и файлы на любом компьютере могут быть общими.
Одноранговые сети являются наиболее легким и дешевым типом сетей для установки. Они на компьютере требуют, кроме сетевой карты и сетевого носителя, только операционной системы Windows 2000/02 или WindowsforWorkgroups. При соединении компьютеров, пользователи могут предоставлять ресурсы и информацию в совместное пользование.
Достоинства и недостатки одноранговых сетей
Достоинства:
– они легки в установке и настройке;
– отдельные ПК не зависят от выделенного сервера;
– пользователи в состоянии контролировать свои ресурсы;
– малая стоимость и легкая эксплуатация;
– минимум оборудования и программного обеспечения;
– нет необходимости в администраторе;
– хорошо подходят для сетей с количеством пользователей, непревышающим десяти.
Недостатки:
Существенным недостатком одноранговых сетей является отсутствие централизованного администрирования.
Использование одноранговой архитектуры не исключает применения в той же сети также архитектуры "терминал – главный компьютер" или архитектуры "клиент- сервер".
Архитектура "Клиент-сервер"
Это концепция информационной сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов.
Рис.2.6. Архитектура "Клиент-сервер"
Рассматриваемая архитектура определяет два типа компонентов: серверы и клиенты.
Сервер – это объект, представляющий сервис – другим объектам сети по их запросам.
Клиенты – это рабочие станции, которые используют ресурсы сервера и предоставляют удобные интерфейсы пользователя.
В сетях с выделенным файловым сервером на выделенном автономном ПК устанавливается серверная сетевая операционная система. Этот ПК становится сервером. Программное обеспечение(ПО), установленное на рабочей станции, позволяет ей обмениваться данными с сервером.
Сети на базе серверов имеют лучшие характеристики и повышенную надежность. Сервер владеет главными ресурсами сети, к которым обращаются остальные рабочие станции.
Достоинства и недостатки клиент-серверной архитектуры
Достоинства:
– позволяют организовывать сети с большим количествомрабочих станций;
– обеспечивают централизованное управление учетнымизаписями пользователей, безопасностью и доступом, чтоупрощает сетевое администрирование;
– эффективный доступ к сетевым ресурсам;
– пользователю нужен один пароль для входа в сеть и для получения доступа ко всем ресурсам, на которые распространяются права пользователя.
Недостатки:
– неисправность сервера может сделать сеть неработоспособной, как минимум потерю сетевых ресурсов;
– требуют квалифицированного персонала для администрирования;
– имеют более высокую стоимость сетей и сетевого оборудования.
Выбор архитектуры
Следует выбрать одноранговую сеть, если:
– количество пользователей не превышает десяти;
– все машины находятся близко друг от друга;
– имеют место небольшие финансовые возможности;
– нет необходимости в специализированном сервере, таком как сервер БД, факс- сервер или какой-либо другой;
– нет возможности или необходимости в централизованном администрировании.
Следует выбрать клиент-серверную сеть, если:
– количество пользователей превышает десять;
– требуется централизованное управление, безопасность, управление ресурсами или резервное копирование;
– необходим специализированный сервер;
– нужен доступ к глобальной сети;
– требуется разделять ресурсы на уровне пользователей.