Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Склад і призначення системного технологічного з абезпечення функціонування мереж
Для якісної реалізації ІС компанії необхідні локальні (глобальна) обчислювальні мережі. Локальні обчислювальні мережі ЛОМ чи LAN (Local Area Network), забезпечуючи взаємодію незначної кількості однорідних комп'ютерів на невеликій території, мають порівняно з WAN менш розвинену архітектуру і використовують більш прості методи управління взаємодією вузлів мережі. При цьому невеликі відстані між вузлами мережі й простота керування системою зв'язку дозволяють забезпечувати більш високі швидкості передачі даних. Глобальна обчислювальна мережа WAN (Wide Area Network) являє собою безліч географічно віддалених один від одного комп'ютерів (так званих host-вузлів), спільна взаємодія яких забезпечується комунікаційною мережею передачі даних і спеціальними програмами мережної операційної системи. Основу WAN складають потужні багатокористувальницькі обчислювальні системи, що являють собою різного роду сервери, а також спеціалізовані комп'ютери, що виконують функції комунікаційних вузлів. Користувачі персональних комп'ютерів стають абонентами мережі за допомогою підключення своїх ПК саме до цих основних вузлів. Для WAN характерні, по-перше, значний масштаб (як за площею мережі, так і за кількістю вузлів), а, по-друге, неоднорідність (тобто різний тип архітектури і програмного забезпечення комп'ютерів-вузлів). Ці особливості і визначають додаткові складності архітектури й організації взаємодії мережних елементів у гетерогенних WAN. Віртуальні мережі (VLAN) забезпечують можливість створення логічних груп користувачів у масштабі корпоративної мережі шляхом організації користувачів у логічні групи незалежно від фізичного розміщення робочих станцій цих користувачів. Це одне з основних досягнень у мережних технологіях - можливість створювати робочі групи на основі службових функцій користувачів, не прив'язуючись до мережної топології. Віртуальні мережі дозволяють організувати роботу в мережі більш ефективно. Віртуальні мережі забезпечують цілий ряд переваг: • простота внесення змін у мережу, додавання чи вилучення пристроїв; • більш ефективне використання обмежених мережних ресурсів; • високий рівень гарантування безпеки. Можливість організації віртуальних ЛОМ обумовлена переходом від середовищ, що поділяються, до середовищ, що комутуються.
Для коректної роботи ЛОМ і зменшення витрат на їх створення необхідно здійснити проектування топології ЛОМ і вибрати мережну операційну систему, на базі якої функціонуватиме ЛОМ. Для з'єднання фізичних компонентів у ЛОМ можуть застосовуватися: • топологія зірки; • кільцева топологія; • шинна топологія; • ієрархічна топологія. Топологією зірки називають архітектуру ЛОМ, за якої усі вузли мережі з'єднані з одним центральним вузлом. Кільцевою топологією називають архітектуру ЛОМ, за якої кожний вузол зв'язаний із двома іншими, і всі вузли разом утворюють кільце. Шинною топологією називають архітектуру ЛОМ, при якій усі вузли підключені до загального лінійного інформаційного каналу. Ієрархічною топологією називають архітектуру ЛОМ, за якої вузли поєднуються у групи (кластери) із загальним контролером, причому правила взаємодії між вузлами всередині одного кластера і між вузлами інших кластерів різні. Передача даних по каналу зв'язку, що з'єднує два вузли мережі. Коротко термін «дані» означає одиниці, що передають значення чи зміст. Безперервні (аналогові) дані мають безперервно змінювані в деякому інтервалі часу значення. Як приклад аналогових даних можна навести звук, що змінюється в часі. Дискретні дані мають дискретні значення, їх прикладами можуть служити текст і числа. У системах зв'язку дані передаються з однієї точки в іншу за допомогою електричних сигналів. Аналоговий сигнал є електромагнітною хвилею, що постійно змінюється і залежно від її частоти може передаватися у різних середовищах. Прикладами таких середовищ можуть служити звичайний провід, кручена пара, коаксіальний кабель, оптико-волоконний кабель, атмосфера. Дискретний сигнал являє собою послідовність імпульсів напруги, що може передаватися по провідній лінії. При цьому рівень постійної позитивної напруги може становити двійкову одиницю, а рівень постійної негативної напруги може становити двійковий нуль. Будь-які дані (як безперервні, так і дискретні) можуть бути представлені й передані за допомогою як аналогових, так і дискретних сигналів.
Безперервні дані можуть бути представлені безпосередньо електромагнітним сигналом. Кращим прикладом цього є телефон. Тут на вході звук перетворюється в електромагнітний сигнал, що на виході за допомогою зворотної процедури знову перетвориться на звук. Дискретні дані також можуть бути подані безпосередньо за допомогою дискретних сигналів (наприклад, у бінарній формі рівнів напруги), що й використовується сьогодні в дискретних комп'ютерах. Однак дискретні дані можуть бути передані й аналоговими сигналами за допомогою такого пристрою, як модем. Модем (модулятор/демодулятор) – пристрій на вході лінії зв'язку, що перетворює серію бінарних (два рівні) імпульсів напруги в аналоговий сигнал шляхом певної модуляції його несучої частоти. Сформований у такий спосіб аналоговий сигнал передається прийнятим для модульованої частоти середовищем (звичайно використовується смуга частот телефонних ліній, призначених для передачі розмови). На іншому кінці лінії зв'язку аналогічний модем за допомогою процедури демодуляції одержує оригінал дискретних даних у вигляді послідовності імпульсів напруги. Нарешті, за допомогою операції перетворень сигналів, що подібна на виконувану модемом модуляцію/демодуляцію. Можна для передачі безперервних даних використовувати цифрові сигнали. Прикладом такого роду перетворювачів, використовуваних у даний час при цифровій передачі розмови, є кодек. Кодек (кодер/декодер) – це пристрій, який перетворює аналоговий сигнал на одному кінці дискретної лінії зв'язку, що відповідає мовним даним, у потік двійкових 1 і 0. На виході лінії аналогічний кодек реконструює потік біт у мовні дані. В основі передачі аналогових сигналів лежить передача без-перервного сигналу постійної частоти, що називається несучим сигналом. Дискретні дані при передачі по аналогових лініях зв'язку модулюються зміною однієї з трьох характеристик несучого сигналу - амплітуди, частоти чи фази - або їх комбінацією. Найбільш загальним прикладом використання дискретних сигналів для передачі безперервних даних є відцифровування мови. Відцифровування безперервного сигналу здійснюється шляхом його розбивання на частини зі швидкістю, що перевищує більш ніж удвічі частоту оригіналу. Основними перевагами сучасної цифрової передачі даних порівняно з традиційною аналоговою є, по-перше, відносна дешевизна використання дискретних сигналів, а по-друге, вони менше піддаються впливу шумів, отже, мають велику опірність до можливого перекручування переданої інформації. Основним же недоліком цифрової передачі порівняно з аналоговою є більш швидке згасання сигналу при його русі в передавальному середовищі. Згасання дискретного сигналу посилюється як при збільшенні відстані, так і при збільшенні частоти зміни двійкових імпульсів напруги. Для усунення негативних наслідків згасання сигналів у дискретних системах передачі даних через певну відстань використовуються пристрої-повторювачі. Повторювачі –пристрої, що, одержуючи згасаючий сигнал, цілком відновлюють дані, які містяться в ньому (і складаються з 0 і 1), та передають далі відновлений і посилений сигнал. Така технологія вигідно відрізняється від використання для боротьби зі згасанням сигналів у традиційних аналогових системах передачі даних пристроїв-підсилювачів.
Підсилювачі – пристрої, що через певну відстань підсилюють переданий сигнал. Просте посилення енергії прийнятого сигналу збільшує також і накладені на нього компоненти шуму. У цьому випадку, проходячи значну відстань через каскад підсилювачів, смисловий зміст сигналу все більше й більше втрачається. Тому сучасна технологія передачі дискретних даних за допомогою безперервних сигналів також використовує аналоги пристроїв-повторювачів, що одержують з аналогового сигналу дискретні дані, відновлюючи їх, а потім генерують і передають далі новий, «чистий» аналоговий сигнал. Як у локальних, так і у великомасштабних мережах бувають випадки, коли пропускна здатність передавального середовища перевищує необхідну для передачі одиничного сигналу. Економічне використання високошвидкісного магістрального каналу зв'язку для одночасної передачі по ньому декількох сигналів відоме як мультиплексування. Мультиплексування з поділом частот (FDM) ґрунтується на тому, що загальна смуга корисних частот одного високошвидкісного каналу зв'язку розділяється на декілька непересічних підсмуг, які називаються каналами. У рамках кожного з каналів здійснюється незалежна передача тільки одного сигналу зі своєї несучої, а загальна кількість одночасно переданих сигналів визначається кількістю каналів. Мультиплексування з тимчасовим поділом (ТОМ) ґрунтується на тому, що швидкість передачі двійкових даних по магістральному каналу значно перевищує необхідну швидкість для передачі одиничного дискретного сигналу. У цьому випадку порції декількох дискретних сигналів можуть по черзі передаватися по загальному середовищу, тим самим спільно використовуючи його. Послідовність часових інтервалів використання спільного середовища для передачі даних певним сигналом за аналогією з FDM називається каналом. Слід зазначити, що існують випадки спільного застосування FDM і ТОМ. Загальна смуга частот передавального середовища може бути розбита на кілька частотних каналів, кожний з яких далі поділяється на підканали за допомогою часового поділу. Технологія ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронний режим передачі) є комутованою технологією, що призначена для одночасної передачі голосу і даних у формі пакетів. ATM організує дані у короткі пакети фіксованої довжини, використання яких зменшує час на обробку і дозволяє забезпечити більш рівномірне завантаження процесора. Передбачуваний час їх процесорної обробки дозволяє забезпечити ефективне, високошвидкісне керування змішаним трафіком «голос-дані», оскільки в ATM для комутації використовуються спеціалізовані контролери.
Передача даних між двома вузлами по комунікаційній ме режі. Пристрої, що взаємодіють між собою через мережу, прийнято називати станціями. Як станції можуть використовуватися комп'ютери, термінали, принтери й інше комунікаційне устаткування. У загальному випадку не завжди станція-передавач і станція-приймач безпосередньо зв'язані одна з одною лінією зв'язку. За відсутності прямого каналу для передачі даних від джерела споживачеві використовується передача через проміжні, комуні каційні вузли мережі, які зв'язані між собою лініями зв'язку і до яких підключаються мережні станції. Основною функцією даних вузлів є забезпечення передачі транзитної інформації від вузла до вузла незалежно від її змісту. Безліч комунікаційних вузлів разом із каналами, що з'єднують їх, утворюють комунікаційну мережу, яка іноді називається також підмережею зв'язку. Якщо станціями, що підключаються до вузлів комунікаційної мережі, є комп'ютери й термінали, то підмережа зв'язку з підключеними до неї станціями утворює обчислювальну мережу. Слід зазначити, що наявність підмережі зв'язку з комунікаційними вузлами є відмітною рисою великомасштабних обчислювальних мереж, у яких для передачі даних через транзитні вузли використовують один із трьох базових методів - комутацію каналів, повідомлень чи пакетів. Метод комутації каналів використовується в мережах у тому випадку, якщо між двома станціями необхідно установити безпосереднє фізичне канальне з'єднання. Це з'єднання встановлюється у комунікаційних вузлах мережі до початку передачі даних. Типовим прикладом використання комутації каналів є звичайна телефонна мережа. Реалізація в мережі методу комутації каналів визначається у виконанні послідовності з трьох фаз: 1) фази встановлення з'єднання між парою «станція - станція»; 2) фази двоспрямованої передачі даних по мережі; 3) фази роз'єднання сполучення після завершення обміну даними й звільнення заздалегідь зарезервованих ресурсів. Метод комутації повідомлень являє собою реалізацію принципу поетапної передачі даних із проміжним збереженням. Тут немає необхідності заздалегідь резервувати весь шлях між двома станціями. Повідомлення послідовно передається по мережі від вузла до вузла, які у цьому випадку є комп'ютерами, що організують проміжне збереження транзитних повідомлень і їх маршрутизацію під час передачі по мережі. Для маршрутизації кожне повідомлення забезпечується заголовком з мережними адресами станції-передавача й станції-приймача.
Комутація повідомлень збільшує ефективність використання ліній зв'язку; дозволяє уникнути блокувань мережі при збільшенні мережного трафіку; забезпечує можливості встановлення пріоритетного обслуговування повідомлень, здійснення контролю за помилками передачі і використання процедур відновлення перекручених чи загублених даних, а також дозволяє взаємодіяти через мережу користувачам навіть у разі використання ними різних швидкостей передачі й кодів подання даних. Метод пакетної комутації повідомлень у даний час використовується у двох модифікаціях - у режимі дейтаграм і в режимі віртуальних каналів. Режим дейтаграм є прямим розвитком комутації повідомлень, де повідомлення попередньо розбиваються на невеликі фіксованого розміру порції (пакети). Кожний пакет при передачі по комунікаційній мережі є цілком незалежною одиницею. Для цього він забезпечується своїм заголовком, де вказуються мережні адреси відправника й одержувача повідомлення, а також порядковий номер окремого пакета у всьому повідомленні. Пакетна комутація, однак, має і негативні сторони. З одного боку, при її використанні збільшується обсяг додаткової службової інформації, що передається по мережі (заголовки окремих пакетів). З іншого – у режимі дейтаграм існує проблема організації збирання переданого повідомлення у вузлі призначення. Ця проблема пов'язана з тим, що окремі пакети, проходячи різними маршрутами по підмережі зв'язку, надходитимуть у кінцевий вузол призначення в неупорядкованій послідовності. Режим віртуальних каналів є спробою поєднати переваги методу комутації каналів і методу комутації повідомлень. При цьому підході ще до відправлення по мережі першого інформаційного пакета між двома кінцевими пунктами організується логічне з'єднання, пов'язане з реалізацією трьох фаз, які властиві методу комутації каналів (фази встановлення сполучення, фази двоспрямованої передачі даних і фази роз'єднання сполучення). Маршрутизація Маршрутизація між віртуальними ЛОМ дозволяє розділити ресурси і скоротити широкомовний трафік до мінімуму. Для цього використовуються мости й маршрутизатори - пристрої, що дозволяють з'єднувати локальні мережі між собою і з WAN-мережами. Таке з'єднання надає користувачам можливість поділу даних і ресурсів у локальних і розподілених мережах. Функції мостів і маршрутизаторів подібні, однак працюють ці пристрої по-різному. Мости передають дані з однієї мережі в іншу, не змінюючи змісту вихідних кадрів ЛОМ. Мости забезпечують сегментацію мережі, що дозволяє вирішити проблему насичення полоси. Однак мости неприйнятні для великих мереж, оскільки вони пропускають широкомовний трафік і всі пакети з невідомими адресами. Проблему широкомовного трафіку спочатку вирішували за допомогою маршрутизаторів, а тепер для цього застосовуються комутатори. Маршрутизатори, на відміну від мостів, вносять зміни в прийняті кадри ЛОМ і передають їх після обробки в мережу, де розміщений адресат. Маршрутизатори мають переваги перед мостами з погляду обробки широкомовного трафіку, дозволяючи ізолювати його всередині однієї ЛОМ. Маршрутизатори також можуть бути ефективнішими за мости у використанні WAN-каналів. Комутація є оптимальним рішенням, яке забезпечує високу пропускну здатність і малі затримки та позбавляє необхідності передачі широкомовного трафіку через низькошвидкісні WAN-канали. Використання комутації усередині ЛОМ забезпечує високошвидкісний зв'язок між станціями й серверами. Комутатори — пристрої, що автоматично відстежують нове місце розміщення користувача (закріпленого за ним пристрою) у мережі при переміщенні користувача і забезпечують можливість продовження роботи користувача без зміни кабельної системи і зміни параметрів конфігурації мережі. Протоколи зв'язку Для подолання розходжень при використанні в обчислювальних мережах апаратно-програмних засобів різних виробників і розбіжностей в окремих модифікаціях цих засобів навіть одного виробника Міжнародна організація стандартів (ISO) розробила модель взаємодії відкритих систем (OSI), що поєднує серію рекомендацій з мережної взаємодії неоднорідних систем (комп'ютерів, терміналів, процесів, засобів зв'язку і т.д.). Термін «відкриті системи» підкреслює можливість взаємодії будь-яких двох систем за допомогою відповідних рекомендацій. Модель OSI втілює структурований підхід до опису багаторівневої ієрархії протоколів (правил і угод) мережної взаємодії у рамках єдиної архітектури. Дана модель передбачає не безпосереднє з'єднання двох взаємодіючих абонентів мережі, а можливість використовувати порожнини зв'язку з кожним із методів комутації. Кожна система-абонент мережі у рамках моделі OSI має сім рівнів (номери рівнів - від 1 до 7). Абоненти можуть взаємодіяти між собою у рамках кожного із семи рівнів із використанням відповідного протоколу. Водночас кожний з рівнів використовує при взаємодії абонентів послуги нижчого рівня і забезпечує своїми послугами вищий рівень. Тому логічна взаємодія різних систем на однакових рівнях забезпечується міжрівневою передачею інформації у кожній із систем. Коли прикладний процес однієї системи надсилає повідомлення прикладному процесу іншої системи, він направляє дані на рівень 7. При цьому дані забезпечуються заголовком відповідно до правил протоколу сьомого рівня (це називається інкапсуляцією даних). Потім ці дані разом із заголовком передаються на рівень 6, де вони розглядаються як єдине ціле. На цьому рівні до даних додається заголовок протоколу шостого рівня (повторна інкапсуляція). Зазначений процес повторюється до рівня 1, що передає інкапсульовані дані по лінії зв'язку суміжному вузлу. Коли дані досягнуть місця призначення, до них застосовується зворотна процедура. Тут на кожному з рівнів згідно з відповідним протоколом вилучається заголовок цього рівня, а дані передаються на вищий рівень. Зазначимо, що аналогічні процедури для 1-го, 2-го і 3-го рівнів виконуються й у транзитних комунікаційних вузлах. Наявність у моделі OSI занадто великої кількості рівнів ускладнила реалізацію протоколів, а самі ці протоколи набули повільності, отже, і неефективності. Більш того, можна вважати, що в даний час стандартом де-факто для великомасштабних мереж є сім’я мережних протоколів, об'єднаних загальною назвою TCP/IP. Протоколи TCP/IP базуються на більш простій чотирирівневій схемі. Нижній (канальний) рівень визначає стандарти (протокол Address Resolution Protocol, ARP) мережних апаратних засобів, адрес і драйверів пристроїв. Другий (мережний рівень) визначає правила базових комунікацій, логічної адресації вузлів і маршрутизації пакетів (протоколи Internet Protocol, IP і Internet Control Message Protocol, ІСМР). Протоколи третього (транспортного) рівня (Transmission Control Protocol, TCP і User Datagram Protocol, UDP) забезпечують установлення з'єднання між двома програмами у мережі як у режимі віртуальних каналів, так і в режимі дейтаграм. Протоколи вищого (прикладного) рівня (rlogin, talk, ftp, ntp, NFS, DNS, traceronte та ін.) визначають правила взаємодії прикладних програм кінцевих користувачів.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-12-15; просмотров: 49; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.192.3 (0.023 с.) |