Общие принципы построения компьютерных сетей

Содержание

 

Введение

1. Общая часть

1.1 Роль компьютерных сетей

1.2 Общие принципы построения компьютерных сетей

2. Технологическая часть

2.1 Основные системы построения сети Token Ring

2.2 Протоколы передачи информации в сети Token Ring

2.3 Используемые топологии в сети Token Ring

2.4 Способы передачи данных в сети Token Ring

2.5 Используемые средства связи в сети Token Ring

2.6 Программное обеспечение сети Token Ring

2.7 Технология развёртывания и монтажа сети Token Ring

Заключение

3. Литература

Приложения

 

Введение

 

Организация компьютерных сетей.

Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации системы обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникла потребность перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.

Распределенная обработка данных - это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Компьютерная (вычислительная) сеть - это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Абонентами сети (т.е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д.

В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:

глобальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проолему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам;

региональные - вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;

компьютерная сеть топология монтаж

локальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т.д.

Объединение глобальных, региональных и локальных компьютерных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии, обеспечивающие мощные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам.

В общем случае компьютерная сеть представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем: сети рабочих станций, сети серверов и базовой сети передачи данных.

Рабочая станция (клиентская-машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) - это компьютер, за которым непосредственно работает абонент компьютерной сети. Сеть рабочих станций представлена совокупностью рабочих станций и средств связи, обеспечивающих взаимодействие рабочих станций с сервером и между собой.

Сервер - это компьютер, выполняющий общие задачи компьютерной сети и предоставляющий услуги рабочим станциям. Сеть серверов - это совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных.

Базовая сеть передачи данных - это совокупность средств передачи данных между серверами. Она состоит из каналов связи и узлов связи.

Узел связи - это совокупность средств коммутации и передачи данных в одном пункте. Узел, связи принимает данные, поступающие по каналам связи, и передает данные в каналы, ведущие к абонентам. Базовыми требованиями, определяющими архитектуру компьютерных сетей, являются следующие: открытость - возможность включения дополнительных компьютеров, терминалов, узлов и линий связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов;

живучесть - сохранение работоспособности при изменении структуры;

адаптивность - допустимость изменения типов компьютеров, терминалов, линий связи, операционных систем;

эффективность - обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах;

безопасность информации. Безопасность - это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

Указанные требования обеспечиваются модульной организацией управления процессами в сети, реализуемой по многоуровневой схеме. Чисдо уровней и распределение функций между ними существенно влияет на сложность программного обеспечения компьютеров, входящих в сеть, и на эффективность сети. Формальной процедуры выбора числа уровней

не существует. Классической является семиуровневая схема. Эта архитектура пришита в качестве эталонной модели.

Уровень 1 - физический - реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи и формированию сигналов, представивших передаваемые данные.

Уровень 2 - канальный - обеспечивает надежную передачу данных через физический канал, организованный на уровне 1.

Уровень 3 - сетевой - обеспечивает выбор маршрута передачи сообщений по линиям, связывающим узлы сети.

Уровни 1-3 организуют базовую сеть передачи данных как систему, обеспечивающую надежную передачу данных между абонентами сети.

Уровень 4 - транспортный - обеспечивает сопряжение абонентов сети с базовой сетью передачи данных.

Уровень 5 - сеансовый - организует сеансы связи на период взаимодействия процессов. На этом уровне по рапросам процессов создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения - логические каналы.

Уровень 6 - представительный - осуществляет трансформацию различных языков, форматов данных и кодов для взаимодействия разнотипных компьютеров.

Уровень 7 - прикладной - обеспечивает поддержку прикладных процессов пользователей. Порядок реализации связей в сети регулируется протоколами. Протокол - это набор коммутационных правил и процедур по формированию и передаче данных в сети.

Базовые принципы организации компьютерной сети определяют ее основные характеристики:

операционные возможности - перечень основных действий по обработке данных. Абоненты сети имеют возможность использовать память и процессоры многих компьютеров для хранения и обработки данных. Предоставляемая компьютерной сетью возможность параллельной обработки данных многими компьютерами и дублирования необходимых ресурсов позволяет сократить время решения задач, повысить надежность системы и достоверность результатов;

производительность - представляет собой суммарную производительность компьютеров, участвующих в решении задачи пользователя;

время доставки сообщений - определяется как статистическое среднее время от момента передачи сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом;

стоимость предоставляемых услуг.

Общая часть

 

Роль компьютерных сетей

 

В наше время компьютерные сети используются во всех жизненных сферах, таких как:

Наука - для передачи научной информации на большие расстояния.

Медицина - для передачи информации о больном или каких-либо медицинских документов.

Промышленность - для заказов сырья и связи с поставщиками.

Сельское хозяйство - для связи с городом и какой-либо администрацией

Военная область - для связи с командованием и передачи разного рода информации.

Космическая область - связь от станции к ЦУП.

В быту - обычные домашние КС, для различных целей от развлечения до поиска разного рода информации.

И т.д.

 

Технологическая часть

 

Заключение

 

Сети с кольцевой топологией известны давно и используются широко. Среди их многочисленных достоинств есть одно особо важное - это не среда с множественным доступом, а последовательность соединений точка-точка, образующих кольцо. Соединения точка-точка хорошо изучены, могут работать на разных физических средах: витая пара, коаксиал или оптоволокно. Способ передачи в основном цифровой, в то время как у 802.3 есть значительная аналоговый компонент.

 

Литература

 

Интернет:

1. Wikipedia.ru

2. Yande.ru

3. Google.ru

Учебники:

4. Попов И.И. Максимов Н.В. "Компьютерные сети”

5. Дуглас Э., Крамер В. "Cети TCP/IP”

.   Фейтс С. "TCP/IP”

Приложения

 

 

 

Содержание

 

Введение

1. Общая часть

1.1 Роль компьютерных сетей

1.2 Общие принципы построения компьютерных сетей

2. Технологическая часть

2.1 Основные системы построения сети Token Ring

2.2 Протоколы передачи информации в сети Token Ring

2.3 Используемые топологии в сети Token Ring

2.4 Способы передачи данных в сети Token Ring

2.5 Используемые средства связи в сети Token Ring

2.6 Программное обеспечение сети Token Ring

2.7 Технология развёртывания и монтажа сети Token Ring

Заключение

3. Литература

Приложения

 

Введение

 

Организация компьютерных сетей.

Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации системы обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникла потребность перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.

Распределенная обработка данных - это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Компьютерная (вычислительная) сеть - это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Абонентами сети (т.е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д.

В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:

глобальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проолему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам;

региональные - вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;

компьютерная сеть топология монтаж

локальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т.д.

Объединение глобальных, региональных и локальных компьютерных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии, обеспечивающие мощные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам.

В общем случае компьютерная сеть представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем: сети рабочих станций, сети серверов и базовой сети передачи данных.

Рабочая станция (клиентская-машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) - это компьютер, за которым непосредственно работает абонент компьютерной сети. Сеть рабочих станций представлена совокупностью рабочих станций и средств связи, обеспечивающих взаимодействие рабочих станций с сервером и между собой.

Сервер - это компьютер, выполняющий общие задачи компьютерной сети и предоставляющий услуги рабочим станциям. Сеть серверов - это совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных.

Базовая сеть передачи данных - это совокупность средств передачи данных между серверами. Она состоит из каналов связи и узлов связи.

Узел связи - это совокупность средств коммутации и передачи данных в одном пункте. Узел, связи принимает данные, поступающие по каналам связи, и передает данные в каналы, ведущие к абонентам. Базовыми требованиями, определяющими архитектуру компьютерных сетей, являются следующие: открытость - возможность включения дополнительных компьютеров, терминалов, узлов и линий связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов;

живучесть - сохранение работоспособности при изменении структуры;

адаптивность - допустимость изменения типов компьютеров, терминалов, линий связи, операционных систем;

эффективность - обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах;

безопасность информации. Безопасность - это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

Указанные требования обеспечиваются модульной организацией управления процессами в сети, реализуемой по многоуровневой схеме. Чисдо уровней и распределение функций между ними существенно влияет на сложность программного обеспечения компьютеров, входящих в сеть, и на эффективность сети. Формальной процедуры выбора числа уровней

не существует. Классической является семиуровневая схема. Эта архитектура пришита в качестве эталонной модели.

Уровень 1 - физический - реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи и формированию сигналов, представивших передаваемые данные.

Уровень 2 - канальный - обеспечивает надежную передачу данных через физический канал, организованный на уровне 1.

Уровень 3 - сетевой - обеспечивает выбор маршрута передачи сообщений по линиям, связывающим узлы сети.

Уровни 1-3 организуют базовую сеть передачи данных как систему, обеспечивающую надежную передачу данных между абонентами сети.

Уровень 4 - транспортный - обеспечивает сопряжение абонентов сети с базовой сетью передачи данных.

Уровень 5 - сеансовый - организует сеансы связи на период взаимодействия процессов. На этом уровне по рапросам процессов создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения - логические каналы.

Уровень 6 - представительный - осуществляет трансформацию различных языков, форматов данных и кодов для взаимодействия разнотипных компьютеров.

Уровень 7 - прикладной - обеспечивает поддержку прикладных процессов пользователей. Порядок реализации связей в сети регулируется протоколами. Протокол - это набор коммутационных правил и процедур по формированию и передаче данных в сети.

Базовые принципы организации компьютерной сети определяют ее основные характеристики:

операционные возможности - перечень основных действий по обработке данных. Абоненты сети имеют возможность использовать память и процессоры многих компьютеров для хранения и обработки данных. Предоставляемая компьютерной сетью возможность параллельной обработки данных многими компьютерами и дублирования необходимых ресурсов позволяет сократить время решения задач, повысить надежность системы и достоверность результатов;

производительность - представляет собой суммарную производительность компьютеров, участвующих в решении задачи пользователя;

время доставки сообщений - определяется как статистическое среднее время от момента передачи сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом;

стоимость предоставляемых услуг.

Общая часть

 

Роль компьютерных сетей

 

В наше время компьютерные сети используются во всех жизненных сферах, таких как:

Наука - для передачи научной информации на большие расстояния.

Медицина - для передачи информации о больном или каких-либо медицинских документов.

Промышленность - для заказов сырья и связи с поставщиками.

Сельское хозяйство - для связи с городом и какой-либо администрацией

Военная область - для связи с командованием и передачи разного рода информации.

Космическая область - связь от станции к ЦУП.

В быту - обычные домашние КС, для различных целей от развлечения до поиска разного рода информации.

И т.д.

 

Общие принципы построения компьютерных сетей

 

Топологии.

Шина - Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю; этот кабель используется совместно всеми рабочими станциями по очереди. При таком типе соединения все сообщения, посылаемые каждым отдельным компьютером, принимаются всеми остальными компьютерами в сети.

Достоинства: в топологии "общая шина" выход из строя отдельных компьютеров не приводит всю сеть к остановке.

Недостатки: несколько труднее найти неисправность в кабеле и при обрыве кабеля (единого для всей сети) нарушается работа всей сети.

Кольцо - Данные передаются от одного компьютера к другому; при этом если один компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, то он передает их дальше (по кольцу).

Достоинства: балансировка нагрузки, возможность и удобство прокладки кабеля.

Недостатки: физические ограничения на общую протяженность сети.

Звезда - Каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией "звезда", при этом конфигурация сети получается разветвленной.

Достоинства: При соединении типа "звезда" легко искать неисправность в сети.

Недостатки: Соединение не всегда надежно, поскольку выход из строя центрального узла может привести к остановке сети.

Средства связи

Витая Пара - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом.

Коаксиальный кабель также известный как коаксиал (от англ. coaxial), - электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов.

Разделяются на толстый и тонкий кабель.

Витая пара - один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения локальных сетей.

Оптоволоконный кабель - Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях. В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно надежный (защищенный) способ передачи, поскольку электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и перехватить данные, от чего не застрахован любой кабель, проводящий электрические сигналы. Кроме того, такие проблемы передачи информации по проводам как электромагнитные помехи, перекрестные помехи (переходное затухание) и необходимость заземления, полностью устраняются. Вдобавок, чрезвычайно уменьшается погонное затухание, позволяя протягивать оптоволоконные связи без регенерации сигналов на много большие дистанции, достигающие 120 км.

Так же используются телефонный кабель и беспроводное соединение.

Аппаратные средства

Используются такие средства как:

Комутатор (или Свитч) - устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Маршрутизатор - сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети.

Концентратор (или Хаб) - сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. Термин концентратор (хаб) применим также к другим технологиям передачи данных: USB, FireWire и пр.

В настоящее время почти не выпускаются - им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи), выделяющие каждое подключенное устройство в отдельный сегмент. Сетевые коммутаторы ошибочно называют "интеллектуальными концентраторами".

Программные средства:

Программные средства в сетях это различные

Операционные системы, сетевые драйвера и программы. К примеру:фирмы Novell;Server фирмы IBM;фирмы Banyan Systems;

LAN Manager фирмы Microsoft;NT Server фирмы Microsoft

Протоколы:

Сетевой протокол - набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами.

Разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют стек протоколов. Названия "протокол" и "стек протоколов" также указывают на программное обеспечение, которым реализуется протокол.

Новые протоколы для Интернета определяются IETF, а прочие протоколы - IEEE или ISO. ITU-T занимается телекоммуникационными протоколами и форматами.

Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI, в соответствии с которой протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению - от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (API для передачи информации приложениями- Internet Protocol. Межсетевой протокол, который обеспечивает транспортировку без дополнительной обработки данных с одной машины надругую.- Transmission Control Protocol. Протокол управления передачей, обеспечивающий транспортировку с помощью IP с проверкой установления соединения.- User Datagram Protocol. Протокол пользовательских датаграмм, обеспечивающий транспортировку отдельных сообщений с помощью IP без проверки ошибок HTTP - HyperText Transfer Protocol.

Протокол передачи гипертекста. По этому протоколу происходит пересылка пакетов в web. По умолчанию web-сервер висит на 80-ом порту.

Используется web-сервером и броузером.

Технологическая часть