Информационные таможенные технологии

Информационные таможенные технологии

Конспект лекции

Подготовил:
преподаватель кафедры АиСУ Пимшин Дмитрий

 

Оглавление

Информационные таможенные технологии. 1

Оглавление. 2

Введение. 4

Таможенная информационная система. 4

Свойства и характеристики информации. 5

Информационные системы.. 5

Таможенные информационные системы.. 6

Виды информационных моделей. 6

Взаимодействие пользователя и ТИС.. 7

Информационные ресурсы таможенных органов: порядок формирования и использования. 9

Современное состояние информационной системы таможни. 10

Операционные системы, используемые в информационных таможенных технологиях 14

Функции операционных систем. 14

Эволюция операционных систем и основные идеи. 15

Архитектура операционной системы.. 18

Файловые системы.. 20

Базы данных. 20

Реляционная база данных. 20

Нормализация. 22

Реляционная СУБД.. 22

Ключи. 23

Виды связей таблиц. 23

Проектирование баз данных. 24

Основные объекты MS Access. 25

Сетевые технологии. 25

Классификация компьютерных сетей. 26

Топология сетей. 27

Способы коммутации. 28

Сетевая модель ISO/OSI 29

Сетевое оборудование. 30

Сетевые технологии. 31

Практическое задание № 1. 32

Практическое задание № 2. 32

Практическое задание № 3. 32

Список использованных источников. 33

 

Введение

Сегодня таможенная служба развивается очень динамично. Разработана Концепция развития таможенной службы России до 2010 г., в рамках которой ведутся работы по четырем направлениям: развитию инфраструктуры таможенных органов, внедрению современных информационных технологий, подготовке кадров и созданию соответствующей нормативной базы. Аналогичная работа идет в таможенных службах всего мира.

Основной тезис концепции – осуществление таможенного контроля как сервиса для участников международной торговли. Сделать бесконтактными таможенное оформление и таможенный контроль, т.е. свести к минимуму прямое общение между участниками ВЭД и таможенниками. Для этого необходимо разнести в пространстве и времени две компоненты – груз или товар и сопроводительные документы.

Документы в электронном виде отдельно от самих товаров поступают в таможенную систему раньше, чем грузы начинают перемещаться. Это принцип предварительного информирования таможенных органов, основанный на том, что данные из товаросопроводительных документов заносятся в таможенную информационную систему при формировании товарной партии. После обработки этих сведений и проверки их с использованием системы анализа и управления рисками вся необходимая для реализации таможенных процедур информация поступает на пограничные пункты пропуска и в таможню назначения. Для реализации этой концепции разрабатываются и внедряются таможенные информационные системы, стандарты обмены данными, нормативные акты и т.д. Усиливается интеграция таможенных систем с системами, которые находятся на месте формирования груза, например, логистическими или складскими.

Таможенная информационная система

Информация (от лат. informatio – осведомление, разъяснение, изложение) – абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. Согласно Федеральному закону РФ N 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» информация – это сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. Под термином «информация» понимается совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, сохранённых и распространённых во времени и пространстве. В качестве материального носителя может выступать бумага или электронные накопители данных. Примером информации могут служить данные о грузе, его характеристиках, отправителе, получателе и т.д.

Информация – сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления [‎3].

Единица измерения информации «бит», «байт» и производные.

Свойства и характеристики информации

Эффективность использования информации обуславливается показателями её качества, как адекватность, содержательность, репрезентативность, достаточность, доступность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость. Многие из этих показателей очевидны и не требуют их интерпретации. Поэтому остановимся лишь на некоторых из них.

Адекватность – степень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту (процессу, явлению).

Достоверность – свойство информации быть правильно воспринятой.

Достаточность (полнота) – свойство информации, означающее, что она содержит минимальный, но достаточный для понимания набор показателей. Как неполная, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых на основании информации решений.

Доступность информации – мера возможности получить ту или иную информацию.

Актуальность информации – это степень соответствия информации текущему моменту времени

Содержательность информации отражает семантическую ёмкость, равную отношению величины семантической информации в сообщении к объёму обрабатываемых данных.

Репрезентативность информации связана с правильностью её отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта.

Информационные системы

Информационные технологии – процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов [‎1].

Информационная система – совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств [‎1].

Основная задача ИС – удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области. Современные ИС де-факто немыслимы без использования баз данных и СУБД.

Таможенные информационные системы

Информационная система, предназначенная для использования таможенными органами, называется таможенной. С помощью таких систем достигается автоматизация работы таможни, повышение скорости оформления грузов и т.д. Согласно Таможенному кодексу РФ информационные системы, информационные технологии и средства их обеспечения, используемые таможенными органами, должны соответствовать международным и российским стандартам. При необходимости системы должны пройти сертификацию. Как правило, ИС, разрабатываемые и производимые таможенными органами или приобретаемые ими, находятся в федеральной собственности. Уровень защиты таможенных информационных систем обеспечивается средствами защиты информации. Он должен соответствовать категории информации. Контроль за этим возлагается на таможенные органы, в ведении которых находятся информационные ресурсы.

Виды информационных моделей

Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.

В основе информационного моделирования лежат три основных постулата:

1. все состоит из элементов;

2. элементы имеют свойства;

3. элементы связаны между собой отношениями.

По способу описания можно выделить следующие виды информационных моделей:

· описательные (с помощью формальных языков, таблиц и т. д.),

· графические (блок-схемы, диаграммы, графики и т. д.);

По цели создания:

· классификационные (древовидные),

· динамические (как правило, строятся на основе решения дифференциальных уравнений и служат для решения задач управления и прогнозирования);

По природе моделируемого объекта:

· детерминированные (определенные), при которых известны законы, по которым изменяется или развивается объект,

· вероятностные (обработка статистической неопределенности и некоторых видов нечеткой информации).

Функции операционных систем

Основные функции.

1. Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.

2. Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

3. Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).

4. Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной файловой системе.

5. Обработка исключительных ситуаций.

6. Пользовательский интерфейс.

7. Сетевые операции, поддержка стека протоколов.

Дополнительные функции.

1. Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

2. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

3. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

4. Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

Файловые системы

FAT является наиболее простой из поддерживаемых Windows. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, размещённая в самом начале тома. На случай повреждения на диске хранятся две копии этой таблицы.

Диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла создается запись и устанавливается номер первого кластера, содержащего данные. Такая запись в таблице размещения файлов сигнализирует о том, что это последний кластер файла, или указывает на следующий кластер.

NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства. NTFS хранит информацию о файлах в Master File Table (MFT). NTFS имеет встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа – ACL), а также назначать квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями). NTFS использует систему журналирования для повышения надёжности файловой системы.

Базы данных

База данных – объективная форма представления и организации совокупности данных (статей, расчетов и так далее), систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ) [‎12], ст.4.

Реляционная база данных

Реляционная база данных – БД, основанная на реляционной модели данных. Слово «реляционный» происходит от англ. relation (отношение). Для работы с реляционными БД применяют реляционные СУБД.

Реляционная модель данных – логическая модель данных, строгая математическая теория, описывающая структурный аспект, аспект целостности и аспект обработки данных в реляционных базах данных.

Структурный аспект (составляющая) – данные в базе данных представляют собой набор отношений.

Аспект (составляющая) целостности – отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.

Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) – РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

Термин «реляционный» означает, что теория основана на математическом понятии отношение (relation). В качестве неформального синонима термину «отношение» часто встречается слово таблица.

Для лучшего понимания РМД следует отметить три важных обстоятельства:

1. модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;

2. для реляционных баз данных верен информационный принцип: все информационное наполнение базы данных представлено одним и только одним способом, а именно – явным заданием значений атрибутов в кортежах[1] отношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;

3. наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описаний ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.

Принципы реляционной модели были сформулированы в 1969 – 1970 гг. Коддом (E. F. Codd).

Наиболее известными альтернативами реляционной модели являются иерархическая модель, и сетевая модель. Кроме того, можно упомянуть об объектно-ориентированной модели.

Нормализация

Создание реляционных баз данных неразрывно связано с теорией нормализации.

Целью нормализации является устранение недостатков структуры базы данных, приводящих к вредной избыточности в данных, которая в свою очередь потенциально приводит к различным аномалиям и нарушениям целостности данных.

Нормальная форма отношения – формальное свойство отношения, которое характеризует степень избыточности хранимых данных и возможные проблемы (например, логически ошибочные результаты выборки). Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.

Существует несколько нормальных форм.

1. Первая нормальная форма.

2. Вторая нормальная форма.

3. Третья нормальная форма.

4. Нормальная форма Бойса-Кодда.

5. Четвёртая нормальная форма.

6. Пятая нормальная форма.

Каждая следующая нормальная форма более «совершена», чем предыдущая, с точки зрения устранения избыточности.

Реляционная СУБД

Реляционная СУБД – СУБД, управляющая реляционными базами данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

1. каждый элемент таблицы – один элемент данных.

2. все ячейки в столбце таблицы однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.)

3. каждый столбец имеет уникальное имя

4. одинаковые строки в таблице отсутствуют

5. порядок следования строк и столбцов может быть произвольным

Строка таблицы называется записью, колонка – полем.

Ключи

Первичный ключ (англ. primary key) – минимальное множество атрибутов, являющееся подмножеством заголовка данного отношения, составное значение которых уникально определяет кортеж отношения. На практике термин первичный ключ обозначает поле или группу полей таблицы базы данных, значение которого (или комбинация значений которых) используется в качестве уникального идентификатора записи этой таблицы. В реляционной теории таблица представляет собой неупорядоченный набор записей. Единственный способ идентифицировать определённую запись в этой таблице – это указать набор значений одного или нескольких полей, который был бы уникальным для этой записи. Отсюда и происходит понятие первичного ключа – набора полей таблицы, совокупность значений которых определена для любой записи (строки) этой таблицы и различна для любых двух записей.

Внешний ключ (англ. foreign key) – поле таблицы, предназначенное для хранения значения первичного ключа другой таблицы с целью организации связи между этими таблицами.

Пусть имеются таблицы A и B. Таблица A содержит поля a, b, c, d, из которых поле a – первичный ключ. Таблица B содержит поля x, y, z. В поле y содержится значение поля a одной из записей таблицы A. В таком случае поле y и называется внешним ключом таблицы A в таблице B.

Вот такой SQL-запрос вернёт все связанные пары записей из таблиц A и B:

select * from A, B where A.a = B.y;

Внешний ключ в таблице может ссылаться и на саму эту таблицу. В таких случаях говорят о рекурсивном внешнем ключе. Необходимо для реализации древовидной структуры данных в реляционной таблице.

СУБД поддерживают автоматический контроль ссылочной целостности на внешних ключах.

Виды связей таблиц

Существует три виды связей таблиц.

Связь с отношением «один-ко-многим». Является наиболее часто используемым типом связи между таблицами. В такой связи каждой записи в таблице A могут соответствовать несколько записей в таблице B, а запись в таблице B не может иметь более одной соответствующей ей записи в таблице A. Например, в одном подразделение может работать несколько сотрудников, но ни один сотрудник не может работать сразу в нескольких подразделениях. Принятое обозначение (1 – ∞).

Отношение «многие-ко-многим». При этом отношении одной записи в таблице A могут соответствовать несколько записей в таблице B, а одной записи в таблице B несколько записей в таблице A. Такая схема реализуется только с помощью третьей (связующей) таблицы, ключ которой состоит по крайней мере из двух полей, которые являются полями внешнего ключа в таблицах A и B. Например, между таблицами инспекторов и лиц, пересекающих границу, связь определяется отношением «многие-ко-многим». Один декларант может обсуживаться у нескольких инспекторов, в то же время инспектор может обслуживать несколько лиц. Такая связь определяется путем создания двух связей с отношением «один-ко-многим» для таблицы Инспектор_Декларант, в которой обязательно должны быть поля КлючИнспектора и КлючДекларанта.

При отношении «один-к-одному» запись в таблице A может иметь не более одной связанной записи в таблице B и наоборот. Этот тип связи используют не очень часто, поскольку такие данные могут быть помещены в одну таблицу. Связь с отношением «один-к-одному» используют для разделения очень широких таблиц или для отделения части таблицы по соображениям защиты.

Проектирование баз данных

Создание любой базы данных начинается с проектирования. Для выполнения проектирование понадобится только карандаш и бумага. Цель этапа решить, какие поля необходимо включить в базу данных и на сколько разных частей будет разделена вся информация. При этом надо помнить, что поля баз данных лучше выбирать «с перебором», чем «с недобором». С другой стороны, не следует отбирать поля произвольным образом или для тех данных, которые могут быть вычислены на основе имеющихся полей. Ввод информации в базу данных – трудоемкое занятие, поэтому излишнее количество полей может существенно усложнить работу.

После выбора полей их следует распределить по разным таблицам и выбрать первичный ключ, отвечающий за уникальность каждой записи. Создание нескольких таблиц для размещения в них информации разного типа может значительно упростить ввод данных. В таком случае не придется повторно вводить одну и ту же информацию, поскольку она уже будет содержаться в одной из таблиц.

Так, при создании базы данных о сотрудниках таможни следует разбить базу данных на несколько таблиц. Первая будет содержать информацию о подразделениях (код, название, руководитель и др.). Вторая – о сотрудниках (табельный номер, фамилия, имя, отчество, дата рождения). Если же данная база будет состоять из одной таблицы, придется для всех сотрудников одного подразделения вводить повторно одни и те же данные. Чтобы две таблицы работали как единое целое, между ними необходимо установить соответствующую связь.

Связь между таблицами устанавливает тип отношений между совпадающими значениями в ключевых полях, обычно между полями разных таблиц, имеющими одинаковые имена. В большинстве случаев с ключевым полем одной таблицы, являющимся уникальным идентификатором каждой записи, связывается внешний ключ другой таблицы. Например, для сопоставления сведений о сотруднике и подразделении следует определить связь по полям кодПодразделения в двух таблицах.

Основные объекты MS Access

Таблица – основа базы данных. Вся информация содержится в таблицах.

Форма – используется для ввода информации и просмотра таблиц в окне формы. Позволяет ограничить объем информации на экране и представить ее в требуемом виде.

Отчеты – необходимы для отображения информации, содержащейся в базе данных.

Запросы – средство извлечения информации из базы данных, причем информация может быть распределена между несколькими таблицами.

Макросы – предназначены для автоматизации часто выполняемых операций.

Модули – набор объявлений и процедур на языке Visual Basic для приложений, собранных в одну программу.

Сетевые технологии

При физическом соединении двух и более компьютеров образуются компьютерные сети.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями.

1. Обеспечение совместной работы компьютеров и других устройств коллективного пользования (принтера, сканера и т.п.);

2. Обеспечение доступа и совместного использования аппаратных, программных и информационных ресурсов сети (дискового пространства, коллективных баз данных и др.).

Топология сетей

Шина (представляет собой общий кабель, к которому подсоединены все рабочие станции; на концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала; достоинства: небольшое время установки сети, дешевизна, простота настройки, выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети; недостатки: обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети, сложная локализация неисправностей, с добавлением новых рабочих станций падает производительность сети).

Звезда (базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатору), образуя физический сегмент сети; сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе более сложной сетевой «дерево»; достоинства: выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе сети, хорошая масштабируемость, лёгкий поиск неисправностей, высокая производительность сети, гибкие возможности администрирования; недостатки: выход из строя коммутатора приводит к неработоспособности сети или сегмента сети, для прокладки зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий, конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе).

Кольцо (базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть; данные передаются по кругу от одного компьютера другому, пока не достигнут адресата или не будет изъят; достоинства: простота установки, практически полное отсутствие дополнительного оборудования, возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети; недостатки: выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети, сложность конфигурирования и настройки, сложность поиска неисправностей).

Решётка

Смешанная топология (сочетает в себе разные топологии).

Полносвязная топология (топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным; этот вариант является громоздким и неэффективным, несмотря на свою логическую простоту).

Способы коммутации

Существует три принципиально различные схемы коммутации абонентов в сетях.

Коммутация каналов (КК, circuit switching) – организация составного канала через несколько транзитных узлов из нескольких последовательно «соединённых» каналов на время передачи сообщения (оперативная коммутация) или на более длительный срок (постоянная/долговременная коммутация – время коммутации определяется административно.

Коммутация сообщений (КС, message switching) – разбиение информации на сообщения, которые передаются последовательно к ближайшему транзитному узлу, который приняв сообщение, запоминает его и передаёт далее сам таким же образом.

Коммутация пакетов (КП, packet switching) – разбиение сообщения на «пакеты», которые передаются отдельно. Разница между сообщением и пакетом: размер пакета ограничен технически, сообщения – логически. При этом, если маршрут движения пакетов между узлами определён заранее, говорят о виртуальном канале (с установлением соединения). Пример: коммутация IP-пакетов. Если же для каждого пакета задача нахождения пути решается заново, говорят о датаграммном (без установления соединения) способе пакетной коммутации.

Коммутация ячеек (КЯ, cell switching) – то же, что и коммутация пакетов, но при коммутации ячеек пакеты имеют фиксированный размер.

Сетевая модель ISO/OSI

При создании компьютерных сетей важным является обеспечение совместимости по электрическим и механическим характеристикам, совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных.

Решение этих проблем основано на так называемой модели взаимодействия открытых систем OSI (Model of Open System Interconnections). Стандарты этой модели разработаны Международным институтом стандартов (International Standards Organization) – ISO.

Согласно модели ISO/OSI архитектуру сети следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней – до семи).

Самый верхний уровень – прикладной, где прикладные программы взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний – физический, он обеспечивает доступ к среде передачи данных между устройствами. Обмен данными в сети происходит в результате их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировка и, наконец, обратное преобразование на компьютере клиента в результате перемещения данных с нижнего уровня на верхний.

Специальные стандарты – протоколы, обеспечивают необходимую совместимость на каждом уровне. Протоколы могут быть реализованы аппаратно-программными средствами.

Модель OSI
Тип данных	Уровень	Функции
Данные	7. Прикладной	Доступ к сетевым службам
6. Представительский	Представление и кодирование данных
5. Сеансовый	Управление сеансом связи
Блоки	4. Транспортный	Соединение точка-точка и надежность
Пакеты	3. Сетевой	Определение маршрута и логическая адресация
Кадр	2. Канальный	Физическая адресация
Биты	1. Физический	Сигналы и двоичная передача

Сетевое оборудование

Для построения сетей используется сетевое оборудование.

Повторитель предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». В модели OSI работает на физическом уровне. Пример, в рамках технологии Ethernet длина линка может составлять до 100 м. Для увеличения этого расстояния применяются повторители. В качестве повторителей могут выступать обычные концентраторы или коммутаторы.

Коммутатор – 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. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI.

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.

Сетевой шлюз – аппаратный маршрутизатор (англ. gateway) или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной и глобальной сетей). Сетевой шлюз конвертирует протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети).

Сетевые технологии

Сетевая технология – совокупность требований и стандартов к каналам связи, протоколам передачи и интерфейсам компьютерной сети.

Ethernet/IEEE 802.3

Ethernet был разработан в корпорации Xerox в 1970-м году. На сегодняшний день Ethernet и IEEE 802.3 являются наиболее распространенными протоколами локальных вычислительных сетей. Сегодня термин Ethernet чаще всего используется для описания всех ЛВС работающих по принципу множественный доступ с обнаружением несущей (carrier sense multiple access/collision detection (CSMA/CD)), которые соотвествуют Ethernet, включая IEEE 802.3. Ethernet хорошо подходит для приложений, где локальные коммуникации должны выдерживать высокие нагрузки при высоких скоростях в пиках.

Станции, подключённые по технологии Ethernet, использующие метод CSMA/CD могут получить доступ к несущей в любое время. Перед тем как послать данные, станция «прослушивает» сеть, чтобы удостовериться, что никто больше не использует её. Если среда передачи используется, то станция задерживает передачу. Если же – нет, то начинает передавать. Коллизия происходит, когда две станции, прослушав сетевой трафик и обнаружив «тишину», начинают передачу одновременно. В этом случае обе передачи прерываются, и станции должны повторить передачу спустя некоторое время. Специальный алгоритм «задержки» определяет, когда конфликтующие станции повторят передачу. Станции, использующие метод CSMA/CD могут обнаружить коллизии в сети и, следовательно, они знают, когда надо повторять передачу.

Стандарт определяет сеть, как сети с широковещательными сообщениями. Другими словами, все станции видят все кадры. Каждая станция должна проверить принятый пакет, чтобы определить является ли она станцией назначения. Если это так, пакет пропускается к протоколу верхнего уровня для соответствующей обработки.

В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель и используется топология шина. Скорость передачи данных для коаксиального кабеля составляет 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала 10BASE2 может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала 10BASE5 – не более 100,). Однако сеть, построенная на одном сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.

По мере развития технологии в качестве физической среды стали использовать витую пару и оптическое волокно, компьютеры стали соединяться по топологии звезда.

При использовании топологии звезда требуется специальное устройство, к которому подключаются компьютеры. Сегодня, как правило, в качестве такого устройства выступают коммутаторы. При подключении двух компьютеров достаточно только одного кабеля.

В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet (100BASE-T, 100BASE-SX, 100BASE-FX) со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet (1000BASE-T, 1000BASE-SX и др.) со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре. Существуют стандарты и для скорости в 10 Гб. 10 Гигабит / секунду – это ещё не предел. Уже ведутся разработки 100 Gigabit Ethernet и выше.

Token ring

Token ring – «маркерное кольцо», технология кольцевой сети с маркерным (эстафетным) доступом в сеть. Сети с передачей маркера перемещают вдоль сети небольшой блок данных, называемый маркером. Владение этим маркером гарантирует право передачи. Если узел, принимающий маркер, не имеет информации для отправки, он просто переправляет маркер к следующей конечной станции. Каждая станция может удерживать маркер в течение определенного максимального времени (по умолчанию – 10 мс).

Если у станции, владеющей маркером, имеется информации для передачи, она захватывает маркер, изменяет у него один бит (в результате чего маркер превращается в последовательность «начало блока данных»), дополняет информацией, которую он хочет передать и, наконец, отсылает эту информацию к следующей станции кольцевой сети. Когда информационный блок циркулирует по кольцу, маркер в сети отсутствует, поэтому другие станции, желающие передать информацию, вынуждены ожидать. Следовательно, в сетях Token Ring не может быть коллизий.

Информационный блок циркулирует по кольцу. Станция назначения, получив блок, копирует информацию для дальнейшей обработки, а сам блок продолжает циркулировать по кольцу; он удаляется после достижения станции-отправителя. Станция отправки может проверить вернувшийся блок, чтобы убедиться, что он был просмотрен и затем скопирован станцией назначения.

Существуют 2 модификации по скоростям передачи: 4 Мб/с и 16 Мб/с.

В прошлом Token Ring обеспечивала высокую надёжность передачи. В настоящее время по надежности Ethernet не уступает Token Ring и существенно выше по производительности.

FDDI

FDDI (англ. Fiber Distributed Data Interface — распределённый волоконный интерфейс данных) — стандарт передачи данных в локальной сети, протянутой на расстоянии до 200 километров. Стандарт основан на протоколе Token Ring. Кроме большой территории, сеть FDDI способна поддерживать несколько тысяч пользователей.

В качестве среды передачи данных в FDDI рекомендуется использовать оптоволоконный кабель, однако можно использовать и медный кабель, в таком случае используется сокращение CDDI (Copper Distributed Data Interface). В качестве топологии используется схема двойного кольца, при этом данные в кольцах циркулируют в разных направлениях. Одно кольцо считается основным, по нему передаётся информация в обычном состоянии; второе — вспомогательным, по нему данные передаются в случае обрыва на первом кольце. Для контроля за состоянием кольца используется сетевой маркер, как и в технологии Token Ring.

Поскольку такое дублирование повышает надёжность системы, данный стандарт с успехом применяется в магистральных каналах связи.

Организация информации в WWW

Всемирная паутина (англ. World Wide Web) – распределенная система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных компьютерах, подключенных к Интернету. Всемирную паутину образуют миллионы web-серверов. Большинство ресурсов всемирной паутины представляет собой гипертекст. Гипертекстовые документы, размещаемые во всемирной паутине, называются web-страницами. Несколько web-страниц, объединенных общей темой, дизайном, а также связанных между собой ссылками и обычно находящихся на одном и том же web-сервере, называются web-сайтом. Для загрузки и просмотра web-страниц используются специальные программы – браузеры.

Веб-сервер является программой, запускаемой на подключённом к сети компьютере и использующей протокол HTTP для передачи данных. В простейшем виде такая программа получает по сети HTTP-запрос на определённый ресурс, находит соответствующий файл на локальном жёстком диске и отправляет его по сети запросившему компьютеру. Более сложные веб-серверы способны динамически распределять ресурсы в ответ на HTTP-запрос. Для идентификации ресурсов (файлов или их частей) во Всемирной паутине используются единообразные идентификаторы ресурсов URI. Для определения местонахождения ресурсов в сети используются единообразные локаторы ресурсов URL. URL сочетают в себе технологию идентификации URI и систему доменных имён DNS (англ. Domain Name System) – доменное имя (или непосредственно IP-адрес в числовой записи) входит в состав URL для обозначения одного из его сетевых интерфейсов компьютера, который исполняет код нужного веб-сервера.