Теоретические основы компьютерных сетей

Практически одновременно с появлением компьютеров возникла проблема передачи информации между ними. Можно предавать информацию с помощью, так называемых носителей информации: магнитных дисков и магнитных лент, оптических дисков и прочих.

 

Но этот способ достаточно медленный и неудобный. Значительно лучше связать компьютеры кабелями, чтобы они обменивались информацией самостоятельно, без участия человека. Если соединить два компьютера и написать программы для передачи информации, то можно получить простейшую компьютерную сеть.

 

Сеть - это комплекс аппаратного и программного обеспечения, предназначенный для доступа в единое виртуальное пространство информации.

 

Информационно-вычислительная сеть (ИВС) представляет собой систему компьютеров, объединенных каналами передачи данных.

 

Основное назначение ИВС – обеспечение эффективного представления различных информационно-вычислительных услуг пользователям сети путем организации удобного и надежного доступа к ресурсам, распределенным в этой сети.

 

ИВС обеспечивают эффективное выполнение следующих задач:

 

- хранение данных;

 

- обработка данных;

 

- организация доступа пользователей к данным;

 

- передача данных и результатов обработки данных пользователем.

 

 

 

Основные показатели качества ИВС:

 

1. Полнота выполняемых функций. Сеть должна обеспечивать выполнение всех предусмотренных для нее функций.

 

2. Производительность – среднее количество запросов пользователей сети, исполняемых за единицу времени. Это время складывается из: времени передачи запроса от пользователя к узлу сети, ответственному за его выполнение, времени выполнения запроса в этом узле, времени передачи ответа на запрос пользователю.

 

3. Пропускная способность. Определяется количеством данных, передаваемых через сеть за единицу времени.

 

4. Надежность сети. Чаще всего характеризуется средним временем наработки на отказ.

 

5. Достоверность. Это показатель своевременности информации поглощается своевременностью, если информация поступила несвоевременно, то в нужный момент на выходе системы информация не достоверна.

 

6. Безопасность информации. Безопасность – это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

 

7. Прозрачность сети. Прозрачность означает невидимость особенностей внутренней архитектуры сети для пользователя.

 

8. Масштабируемость. Это возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности.

 

9. Универсальность сети. Это возможность подключения к сети разнообразного технического оборудования и программного обеспечения от разных производителей.

 

 

 

В зависимости от количества компьютеров, входящих в сеть, и от разделяющего их расстояния, сети могут относиться к следующим типам:

 

соединение двух ПК (псевдосеть);

локальная сеть (ЛВС или LAN) представляет собой соединение нескольких ПК, расположенных в пределах небольшой территории, как правило, в одном здании или в соседних зданиях (абоненты находятся на небольшом расстоянии друг от друга до 10-15 км);

региональная сеть (PBC или MAN), объединяющая компьютеры, расположенные в пределах города, области, региона. Расстояние между абонентами составляет десятки и сотни километров.

глобальная сеть (ГВС или WAN), соединяющая компьютеры, расположенные в разных странах и на разных континентах.

 Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

 

обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;

обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

 

Программное обеспечение ИВС выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации; выполняет техническое обслуживание и контроль работоспособности сетевых устройств.

 

Сетевое программное обеспечение (ПО) состоит из трех частей:

общего ПО;

системного ПО;

специального ПО.

 

Общее ПО образуется из компонентов базового ПО отдельных ПК, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания.

Системное ПО представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.

 

Специальное ПО предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области.

 

Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего ПО (операционные системы отдельных ПК), так и в составе системного ПО: сетевая операционная система, устававливаемая на сервере или на одном из ПК одноранговой сети.

 

Специальные сетевые операционные системы (Novell, NetWare, WindowsNT), либо операционные системы, поддерживающие работу в сети (Windows-9x, Windows-2000, UNIX, Windows Millenium, Linux).

Коммуникационные программы, поддерживающие сетевые протоколы.

 

 

Браузер (самые известные браузеры – Netscape Navigator и Microsoft Internet Explorer) - это программа для просмотра гипертекстовых документов и перехода от одного гипертекстового документа к другому.

 

 

Основные функции браузеров следующие:

 

- установка связи с Web-сервером, на котором хранится документ, и загрузка всех его компонентов;

- форматирование и отображение Web-страниц в соответствии с возможностями компьютера, на котором браузер работает;

- предоставление средств для отображения мультимедийных и других объектов, входящих в состав Web-страниц, а так же механизма расширения, позволяющего настраивать программу на работу с новыми типами объектов;

- обеспечение автоматизации поиска Web-страниц и упрощение доступа к страницам, посещавшимся раньше;

- предоставление доступа к встроенным или автономным средствам для работы с другими службами Интернет, такими как электронная почта, телеконференции, FTP.

 

 

Аппаратные средства:

 

· линии связи (кабели, радиосвязь, спутниковая связь);

· сетевые карты;

· модемы;

· серверы - компьютеры, выделенные для управления сетевыми ресурсами.

 

 

  Основные характеристики и классификация компьютерных сетей

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

Локальная сеть (LAN - Local Area Network) - сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации.

Региональная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) - сеть в пределах города или области.

Глобальная сеть (WAN - Wide Area Network) – сеть на территории государства или группы государств.

 

  По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные:

· низкоскоростные сети - до 10 Мбит/с;

· среднескоростные сети- до 100 Мбит/с;

· высокоскоростные сети - свыше 100 Мбит/с.

По типу среды передачи сети разделяются на:

· проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);

· беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.