Компьютерные сети

· непрерывная готовность (continuousavailability) - это качество систем, которые также обеспечивают время восстановления в пределах одной секунды, но в отличие от систем устойчивых к отказам, системы постоянной готовности устраняют не только простои, возникшие в итоге отказов, но и плановые простои, связанные с модернизацией либо обслуживанием системы. Все эти работы проводятся в режиме online. Дополнительным требованием к системам постоянной готовности является отсутствие деградации, то есть система должна поддерживать непрерывный уровень функциональных вероятностей и эффективности самостоятельно от происхождения отказов.

Основными для теории безопасности являются загвоздки надежностногоанализа и синтеза. Первая состоит в вычислении количественных показателей безопасности присутствующей либо проектируемой системы с целью определения соответствия ее предъявляемым требованиям. Целью надежностного синтеза является обеспечение требуемого уровня безопасности системы.

Для оценки безопасности трудных систем используется дальнейший комплект характеристик:

· Готовность либо показатель готовности (availability) - обозначает долю времени, в течение которого система может быть использована. Подготовленность может быть усовершенствована путем вступления избыточности в конструкцию системы. Дабы сеть дозволено было отнести к высоконадежной, она должна как минимум владеть высокой готовностью, нужно обеспечить сохранность данных и охрану их от искажений, должна поддерживаться согласованность (непротиворечивость) данных (скажем, если для возрастания безопасности на нескольких файловых серверах хранится несколько копий данных, то надобно непрерывно обеспечивать их идентичность).

· Безопасность (security) - способность системы защитить данные от несанкционированного доступа.

· Отказоустойчивость (faulttolerance). В сетях под отказоустойчивостью воспринимается способность системы спрятать от пользователя отказ отдельных ее элементов. В отказоустойчивой системе отказ одного из ее элементов приводит к некоторому снижению качества ее работы (деградации), а не к полному останову. В совокупности система будет продолжать исполнять свои функции;

· Вероятность доставки пакета узлу назначения без искажений.

· Наряду с этой  характеристикой могут применяться и другие показатели:

· вероятность потери пакета;

· вероятность искажения отдельного бита передаваемых данных;

· отношение утраченных пакетов к доставленным.

Основой безопасности всех корпоративных сетей, является безопасность сетей связи (СС), но обеспечение высокой безопасности не является самоцелью, а представляет собой средство достижения максимальной результативности сети.уровень безопасности, при котором достигается максимум показателя результативности СС, является оптимальным для нее. Данный уровень определяется многими факторами, к числу которых относятся: предназначение СС, ее конструкция, размер убытков, вызванных потерей заявки на обслуживание, используемые алгоритмы управления, уровень безопасности элементов СС, их стоимость, данные эксплуатации и т.д. Наилучший уровень безопасности СС определяется на этапе системного проектирования системы высокого порядка, в которую СС входит в качестве подсистемы.

Обеспечение требуемого уровня безопасности на этапе управления присутствующей СС сначала решается с целью применения для этого внутренних источников сети, без вступления структурной избыточности, и сводится к образованию множества маршрутов для всей тяготеющей пары, обеспечивающего требуемый уровень безопасности.

Образование множества маршрутов осуществляется итеративно, причем на всяком шаге для сформированного к началу этого шага множества рассчитывается вероятность удачной реализации сеанса. Если эта вероятность не меньше нужной, процесс завершается.

Образование исходного множества маршрутов может осуществляться двумя методами:

- 1-й заключается в том, что  пользователь включает в него  маршруты, отобранные им на основании некоторого критерия, скажем, исходя из бывшего опыта их применения.

- 2-й метод используется, когда  пользователь не имеет вероятности  независимо сформировать это  множество. В этом случае отбирается  некоторое число (традиционно не  больше десяти)  верных маршрутов, из которых пользователь выбирает по своему усмотрению некоторое подмножество. Если показатель безопасности сформированной таким образом подсети поменьше требуемого, из оставшегося множества выбираются особенно верные маршруты (допустимо, один), оценивается обеспечиваемая при этом вероятность связности и т.д.

2.4. Управляемость  сети

 

Управляемость сети – это вероятность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, исполнять обзор продуктивности и планировать развитие сети. То есть присутствие вероятностей для взаимодействия обслуживающего персонала с сетью с целью оценки работоспособности сети и ее элементов, настройки параметров и внесения изменений в процесс функционирования сети.

Отличная система управления следит за сетью и, найдя проблему, активизирует определенное действие, исправляет обстановку и уведомляет администратора о том, что случилось и какие шаги предприняты. Единовременно с этим система управления должна накапливать данные, на основании которых возможно  планировать разработки сети.

Система управления должна быть самостоятельна от изготовителя и владеть комфортным интерфейсом, дозволяющим исполнять все действия с одной консоли.

Интернациональная организация по стандартизации (ISO) определила следующие пять категорий управления, которые должна включать система управления сетью:

· Управление конфигурацией. В границах этой категории производится установление и управление параметрами определяющими состояние сети;

· Обработка сбоев. Тут существует выявление, изоляция и исправление неполадок в сети;

· Управление учетом. Основные функции - запись и выдача информации об исправлении источников сети;

· Управление эффективностью. Тут производится обзор и управление скоростью, с которой сеть передает и обрабатывает данные;

· Управление охраной. Основные функции - контроль доступа к источникам сети и охрана циркулирующей в сети информации.

2.5. Совместимость  либо интегрируемость

 

Совместимость либо интегрируемость обозначает, что сеть способна включать в себя самое многообразное программное и аппаратное обеспечение, то есть в ней могут сосуществовать разные операционные системы, поддерживающие различные стеки коммуникационных протоколов, и работать аппаратные средства и приложения от различных изготовителей.

Сеть, состоящая из разнотипных элементов, именуется неоднородной либо гетерогенной, а если гетерогенная сеть работает без задач, то она является интегрированной.

 

2.6. Расширяемость  и масштабируемость

 

Расширяемость (extensibility) обозначает вероятность относительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, служб), наращивания длины элементов сети и замены присутствующей аппаратуры более сильной. При этом твердо значимо, что легкость растяжения системы изредка может обеспечиваться в некоторых крайне ограниченных пределах. Скажем, локальная сеть Ethernet, построенная на основе одного сегмента толстого коаксиального кабеля, владеет отличной  расширяемостью, в том смысле, что разрешает легко подключать новые станции. Впрочем, такая сеть имеет лимитацию на число станций - их число не должно превышать 30-40. Правда сеть допускает физическое подключение к сегменту и большего числа станций (до 100), но при этомчаще всегосильно снижается эффективность сети. Присутствие такого ограничения и является знаком плохой масштабируемости системы при отличной расширяемости.

Масштабируемость (scalability) обозначает, что сеть может наращивать число узлов и протяженность связей в  широких пределах, при этом эффективность сети не ухудшается. Для обеспечения масштабируемости сети доводится использовать дополнительное коммуникационное оборудование и особым образом структурировать сеть.

Скажем, отличной масштабируемостью владеет многосегментная сеть, построенная с применением коммутаторов и маршрутизаторов и имеющая иерархическую конструкцию связей. Такая сеть может включать несколько тысяч компьютеров и при этом обеспечивать всем пользователям сети необходимое качество обслуживания.

2.7. Прозрачность  и помощь разных видов трафика

 

Прозрачность (transparency)–это качество сети скрывать от пользователя детали своего внутреннего устройства, упрощая тем самым его работу в сети.

Прозрачность сети достигается в том случае, когда сеть представляется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой трудной системой кабелей, а как цельная традиционная вычислительная машина с системой распределения времени.

Поддержка разных видов трафика -  главная характеристика сети, определяющая ее вероятности. Существуют такие виды трафика, как:

· трафик компьютерных данных;

· трафик мультимедийных данных, представляющих в цифровой форме речь и видеоизображение.

Сети, в которых применяют два этих вида трафика, применяются для организации видео конференций, обучения и развлечения на основе видео фильмов и т.п. Такие сети являются значительно  сложными по своему программному и аппаратному обеспечению и по организации функционирования по сопоставлению с сетями, где осуществляется передача и обработка только трафика компьютерных данных либо только мультимедийного трафика.

Трафик компьютерных данных характеризуется весьма неравномерной интенсивностью поступления сообщений в сеть при отсутствии жестких требований к синхронности доставки этих сообщений. Все алгоритмы компьютерной связи, соответствующие протоколы и коммуникационное оборудование были рассчитаны именно на такой «пульсирующий» характер трафика.

Надобность передавать мультимедийный трафик требует внесения принципиальных изменений, как в протоколы, так и оборудование. Сегодня фактически все новые протоколы в той либо другой степени предоставляют поддержку мультимедийного трафика.

 

 

 

 

Глава III. Организация корпоративных сетей.

 

 При разработке корпоративной  сети необходимо предпринимать  все меры для минимизации объемов  передаваемых данных. В остальном  же корпоративная сеть не должна  вносить ограничений на то, какие  именно приложения и каким  образом обрабатывают переносимую по ней информацию.

Под приложениями воспринимаются как системное программное обеспечение - базы данных, почтовые системы, вычислительные источники, файловый сервис и другое - так и средства, с которыми работает финальный пользователь.

Основными задачами корпоративной сети оказываются взаимодействие системных приложений, расположенных в разных узлах, и доступ к ним удаленных пользователей.

Первая задача, которую необходимо решать при создании корпоративной сети - организация каналов связи. Если в пределах одного города позволено рассчитывать на аренду выделенных линий, в том числе высокоскоростных, то при переходе к географически удаленным узлам стоимость аренды каналов становится примитивно астрономической, а качество и безопасность их зачастую оказываются крайне невысокими. На рис. 3.1 в качестве примера показана корпоративная сеть, включающая себя локальные и региональные сети, сети всеобщего доступа и Internet.

Натуральным решением этой загвоздки является применение  существующих глобальных сетей. В этом случае довольно обеспечить каналы от офисов до ближайших узлов сети. Задачу доставки информации между узлами глобальная сеть при этом возьмет на себя. Даже при создании маленькой сети в пределах одного города следует иметь в виду вероятность последующего растяжения и применять спецтехнологии, совместимые с существующими глобальными сетями. Зачастую первой, а то и исключительной такой сетью, мысль о которой приходит в голову, оказывается Internet.

Рис. 3.1. Объединение разных сетевых каналов коммуникации в корпоративную сеть.

На рис. 3.2. приведено несколько топологий локальных сетей.

Рис. 3.2. Методы объединения компьютеров в сеть.

У всякой, даже самой крошечной, сети должен быть менеджер (Supervisor). Это человек (либо группа лиц), которые настраивают ее и обеспечивают бесперебойную работу. В задачи менеджеров входит:

· распределение информации по рабочим группам и между определенными заказчиками;

· создание и поддержка всеобщего банка данных;

· защита сети от несанкционированного проникновения, а информации - от порчи и т.д.

Если коснуться технического аспекта построения локальной компьютерной сети, то дозволено выделить следующие ее элементы:

· Интерфейсная плата в компьютерах пользователей. Это устройство для присоединения компьютера к общему кабелю локальной сети.

· Прокладка кабеля. С поддержкой особых кабелей организовывается физическая связь между устройствами локальной сети.

· Протоколы локальной сети. Вообще, протоколы - это программы, которые обеспечивают транспортировку данных между устройствами, подключенными к сети. На рис. 3.3. схематично показан правило действия всякого протокола, локальной сети либо сети Internet:

Рис. 3.3. Правило передачи данных по сети.

· Сетевая операционная система. Это программа, которая устанавливается на файл-сервере и служит для обеспечения интерфейса между пользователями и данными на сервере.

· Файл-сервер. Он служит для хранения и размещения программ и файлов данных, которые применяются для коллективного доступа пользователей.

· Сетевая печать. Она разрешает многим пользователям локальной сети коллективно применять одно либо несколько печатающих устройств.

· Защита локальной сети. Охрана сети представляет собой комплект способов, применяемых для охраны данных от повреждений со стороны несанкционированного доступа либо какой-нибудь случайности.