Локальные и глобальные компьютерные сети

При соединении двух и более компьютеров образуется компьютерная сеть. Для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение (сетевое оборудование) и программное обеспечение (сетевые программные средства).

Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации и основано на модели взаимодействия открытых систем – Model of Open System Interconnections (OSI). Она создана на основе технических предложений Международного института стандартов – International Standards Organization (ISO). Согласно модели ISO/OSI архитектура компьютерных сетей включает семь уровней: прикладной, уровень представления, сеансовый уровень, транспортный, сетевой, уровень соединения и физический. Самый верхний уровень – прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний уровень – физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний. Затем транспортировка и, наконец, обратное воспроизведение на компьютере клиента в результате перемещения с нижнего уровня на верхний уровень.

Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней действуют специальные стандарты – протоколы. Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и взаимодействия программ данных (программные протоколы). Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства (интерфейсы) и программные средства (программы поддержки протоколов).

В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети подразделяются на локальные и глобальные.

В локальных компьютерных сетях преимущественно используется единый комплект протоколов для всех участников. По территориальному признаку локальные сети отличаются компактностью. Они могут объединять компьютеры одного помещения, этажа, здания, группы компактно расположенных сооружений. Создание локальных сетей характерно для отдельных предприятий или отдельных подразделений предприятий.

Глобальные сети имеют, как правило, увеличенные географические размеры. Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные протоколы. Создание глобальных сетей характерно для предприятия или отрасли занимающих обширную территорию. В этом случае в одну глобальную сеть могут объединяться отдельные локальные сети. Такие локальные сети связывают между собой с помощью традиционных каналов связи (кабельных, радиорелейных, спутниковых). Для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, служат специальные средства, называемые шлюзами. При подключении локальной сети предприятия к глобальной сети важную роль играет сетевая безопасность. К числу мер безопасности относятся:

· ограничение доступа в локальную сеть извне для посторонних лиц;

· ограничение выхода за пределы локальной сети для сотрудников предприятия, не имеющих соответствующих прав;

· установление между локальной и глобальной сетями брандмауэров. Брандмауэром может быть специальный компьютер или компьютерная программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.

Предназначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

· обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов;

· обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Все участники локальной сети могут совместно использовать одно общее устройство печати (сетевой принтер), ресурсы жестких дисков одного выделенного компьютера (файлового сервера). Это же относится и к программному, и к информационному обеспечению. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников локальной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками называется администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников сети, называется системным администратором.

В модели ISO/OSI обмен данными между удаленными клиентами сети происходит:

· на прикладном уровне пользователь с помощью специальных приложений создает документ (сообщение, рисунок и тому подобное);

· на уровне представления операционная система его компьютера фиксирует, где находятся созданные данные (в оперативной памяти, в файле на жестком диске и тому подобное) и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем;

· на сеансовом уровне компьютер пользователя взаимодействует с локальной или глобальной сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на выход в сеть и передают документ к протоколам транспортного уровня;

· на транспортном уровне документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные в используемой сети;

· сетевой уровень определяет маршрут движения данных в сети;

· уровень соединения необходим для того, чтобы промодулировать сигналы, циркулирующие на физическом уровне, в соответствии с данными, полученными с сетевого уровня;

· реальная передача данных происходит на физическом уровне. здесь нет ни документов, ни пакетов, ни даже байтов – только биты. Средства физического уровня находятся за пределами компьютера. В локальных сетях это оборудование самой сети. В глобальных сетях это линии телефонной связи, коммутационное оборудование телефонных станций и тому подобное.

На компьютере получателя информации происходит обратный процесс преобразования данных от битовых сигналов до документа.

Вопросы для самоконтроля

1. Какова связь между аппаратным и программным обеспечением?

2. Назовите четыре основных уровня программного обеспечения. Каков порядок их взаимодействия?

3. В чем преимущества и недостатки выполнения работ на компьютере аппаратными и программными средствами?

4. Какие категории программного обеспечения необходимы для автономного использования компьютера и для работы в компьютерной сети?

5. Какие основные категории программного обеспечения относятся к классу графических редакторов? В чем состоит принципиальная разница между этими категориями?

6. Что общего и в чем различие между понятиями программное обеспечение и информационное обеспечение средств вычислительной техники?

7. Понятие локальной и глобальной компьютерных сетей.

8. Уровни архитектуры компьютерных сетей.

9. Меры сетевой безопасности в компьютерных сетях.

10. Как происходит процесс обмена данными между удаленными клиентами в компьютерной сети?