Сети ЭВМ и средства телекоммуникационного доступа

Основные данные о работе

Версия шаблона	1.1
Филиал
Вид работы	Творческая работа
Название дисциплины	Организация ЭВМ и  систем
Тема	Сети ЭВМ и средства телекоммуникационного доступа
Фамилия студента
Имя студента
Отчество студента
№ контракта

 

Содержание

 

Введение …………………………………...……………………………………………...3

1 Типы компьютерных сетей …………………………………………………..………...4

2 Классификация и структура вычислительных сетей .………………………………..5

2.1 Классификация вычислительных сетей……………………………………..………5

2.2 Структура локальных вычислительных сетей………………………………………6

3 Уровни управления вычислительной сетью………………………………..…………7

Заключение…………………………………………………………….……….…..……...9

Список использованных источников……………………………….………………......12

Введение.

 

Вычислительная сеть – система нескольких ЭВМ, объединенных между собой каналами связи,  разнесенных в пространстве и выполняющих функцию приема/передачи информации. Вычислительную сеть можно представить в виде двух взаимосвязанных подсетей: сети передачи данных (СПД) и сети ЭВМ.

СПД – совокупность технических средств для передачи данных между ЭВМ, которые состоят из линий связи и узлов связи (У). Узел связи – 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.

Сеть ЭВМ – совокупность ЭВМ, объединенных сетью передачи данных. Сеть ЭВМ включает в себя главные и терминальные ЭВМ. Главная ЭВМ (ГВМ) выполняет задания абонентов сети (пользователей) и содержит основные программные ресурсы. Терминальные ЭВМ – пользовательские персональные ЭВМ (ПЭВМ), а также интеллектуальные терминалы, включающие монитор со встроенным процессором, обеспечивающим локальную обработку данных – редактирование текстов, отображение данных, хранение небольшого объема данных и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 Обобщенная структурная схема вычислительной сети

 

Основная часть

 

1 Типы компьютерных сетей

 

Локальные сети (LAN) – состоят из связанных между собой компьютеров, принтеров и другого компьютерного оборудованиям, причем все эти устройства совместно используют аппаратные и программные ресурсы, расположенные на небольшом удалении друг от друга; радиус действия (область обслуживания) локальной сети может представлять небольшой офис, этаж здания или все здание целиком. Примером такой сети может служить факультет университета, в котором компьютеры, расположенные в кабинетах и лабораториях, соединены кабелем.

 Региональная, или  городская сеть (MAN) имеет большую  область обслуживания, чем локальная  сеть. Она объединяет несколько локальных сетей, находящихся в большом городе или некотором регионе, и обычно простирается на расстояния в десятки километров. Глобальная сеть (WAN) представляет собой наивысший уровень в классификации сетей, поскольку она является крупномасштабной системой сетей, образующих единое целое со сложной структурой. Глобальная сеть образуется из нескольких локальных (или региональных) сетей, охватывающих расстояния в сотни и тысячи километров (например, сеть РЖД).

Существует еще один тип – корпоративная сеть. Подобные сети объединяют различных пользователей в пределах одной или нескольких организаций и предоставляют им множество ресурсов. Одной из главных характеристик корпоративной сети является наличие разных ресурсов, позволяющих пользователям решать офисные, исследовательские и образовательные задачи. Примером корпоративной сети может служить университет, объединяющий в своем составе самые различные службы и имеющий в локальной сети множество различных компьютеров и устройств печати.

 

2 Классификация и структура вычислительных сетей

 

2.1 Классификация вычислительных  сетей

 

Классификация возможна по различным признакам. По типу ЭВМ, объединяемых в сеть, различают однородные вычислительные сети, объединяющие программно-совместные ЭВМ, и неоднородные. По распределению функций управления сетью могут быть централизованные и вычислительные сети, управляемые центральной ЭВМ, и децентрализованные.

По пропускной способности  каналов передачи данных сети ЭВМ  делят на три категории: с малой  пропускной способностью (менее 1 Мбит/с), средней пропускной способностью (1...10 Мбит/с) и с высокой пропускной способностью (более 10 Мбит/с).

По принципу передачи данных между узлами различают сети ЭВМ:

1. с некоммутируемыми  каналами передачи данных, используемые  для передачи больших объемов информации с малым временем установления связи между ЭВМ;

2. с коммутируемыми  каналами передачи данных, имеющие  специальные переключатели каналов  связи; 

3. с коммутацией сообщений – производится путем передачи сообщения, содержащего заголовок и данные, по маршруту, определяемому узлами сети;

4. с коммутацией пакетов,  в которых все сообщения разбиваются  на части – пакеты, передаваемые по отдельности и собираемые в узле назначения в единое сообщение;

5. сети ЭВМ со смешанной  коммутацией.

 

 

 

 

 

 

2.2 Структура локальных вычислительных сетей

 

Топология типа «звезда». Сеть типа "звезда" имеет центральный переключатель, осуществляющий коммутацию двунаправленных каналов связи, связывающих все ЭВМ сети с центральным переключателем (ПЦ). Последний помимо коммутации линий связи может выполнять обработку данных. Надежность сети типа "звезда" определяется надежностью центрального переключателя.

Кольцевая топология. Кольцевая сеть основана на использовании однонаправленного высокоскоростного канала связи, образующего замкнутое кольцо или петлю. ЭВМ подключаются к кольцевой сети через активные элементы, входящие в состав сети и транслирующие циркуляцию в ней сообщения. Достоинства кольцевой сети – простота организации связи между отдельными ЭВМ и высокая скорость обмена.

Недостатки – малая надежность при использовании единственной однонаправленной линии связи (для повышения надежности используют двойные линии связи с возможностью переключения при отказе одной из них).

Шинная топология. Сеть строится на основе одного общего канала связи и коллективном использовании его в режиме разделения времени. Примером такой сети может служить сеть Ethernet, разработанная фирмой "Xerox" в 1976 году.

Магистральная сеть имеет  те же достоинства, что и кольцевая, однако ее проще реализовывать и расширить. Надежность магистральной сети определяется надежностью общего канала связи.

Деревовидная топология. В локальной сети такого типа используется комбинация ранее рассмотренных типов топологий: “кольцо-звезда” либо “шина-звезда”.

 

3 Уровни управления вычислительной сетью

 

В рамках  семиуровневой модели управления для каждого уровня определены стандарты протокола (аппаратные и  программные средства), реализующие  заданные для данного уровня функции  обработки и передачи данных.

Уровень 1 - физический – реализует управление каналом связи (передающая среда), что сводится к подключению и отключению канала связи и формированию сигналов, представляющих передаваемые данные, а также определяет электрические и механические характеристики ЛВС (локальной вычислительной сети).

Спецификации этого уровня содержат следующие данные:

• особенности схемы приема/передачи сигналов;
• техника модуляции и кодирования/декодирования;
• частоты передачи и напряжения сигналов;
• характеристики механического присоединения;
• характеристики среды (канала) передачи данных.

 Уровень  2 - канальный – организует службу доставки пакетов сообщений от одной рабочей станции до другой. Здесь реализуются следующие служебные функции:

• кадровая синхронизация, т.е. определение начальных и конечных точек пакета сообщения;
• адресация, т.е. определение того, какой узел должен принять сообщение;
• обнаружение ошибок, т.е. определение ошибочных битов в сообщении;
• контроль подключения приемопередатчиков к физическому каналу;
• реализация метода доступа к каналу связи в соответствии с требуемыми спецификациями.

Уровень 3 - сетевой – определяет маршруты следования информации от узла одной сети к узлу другой сети (при обменах ЛВС - глобальная сеть - ЛВС).

Уровень 4 - транспортный – реализует независимую и надежную передачу сообщений переменной длины, дублировать их или передавать в непоследовательном порядке. Кроме того, здесь должна выполняться служба сегментации (разбиение сообщений на пакеты) и служба сборки пакетов в сообщения.

Уровень 5 - сеансовый – организует, сеансы связи на период взаимодействия процессов передачи данных в заданный момент времени и обеспечивается синхронизация диалога между рабочими станциями. Сеансовые соединения устанавливаются по запросу одного из абонентов сети и разъединяются либо по запросу абонента, либо по заранее установленному времени.

 Уровень 6 - представления – осуществляет преобразование информации из одного формата в другой, что включает упаковку и распаковку данных, изменение набора символов, интерпретацию графических команд в шифровку данных.

Уровень 7 - прикладной – управляет подпрограммами сетевых директив, что включает идентификацию абонентов, выбор режима обслуживания и установки связи (администрирование в сети).

Число уровней и распределение функций между ними существенно влияет на сложность сетевой операционной системы и эффективность сети. Семиуровневая система управления является основой разработки вычислительных сетей и определяет ее архитектуру. При разработке специализированных сетей (управление общественным транспортом, водоснабжением, торговлей и  т.п.) формальной процедуры выбора числа уровней не существует и определяется уровнем квалификации разработчика.

 

 

 

Заключение

 

В заключение опишем типы технических средств и их характеристики.

Построение локальных, региональных, глобальных и корпоративных  сетей возможно благодаря использованию  сетевых устройств, позволяющих  расширять область охвата сети, связывать  сети воедино, преобразовывать протоколы, а также направлять фреймы и пакеты в нужные сети, т. е. выполнять все операции по межсетевому обмену.

Типы сетевых устройств: сетевые адаптеры, повторители, концентраторы, модули множественного доступа, мосты, маршрутизаторы, мосты-маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы.

Сетевой адаптер – интерфейсная плата для подключения компьютера к сети.

Повторитель – языковая конструкция, обеспечивающая многократное представление одних и тех же данных.

Концентратор – сетевой аппаратный узел, к которому подключаются все компьютеры в сети топологии "звезда". Активные концентраторы могут восстанавливать и ретранслировать сигналы. Пассивные концентраторы просто выполняют коммутацию.

Модуль множественного доступа (MAU Multistation Access Unit) – в сетях Token Ring – название концентратора, организующего внутри себя кольцо из станций, подключаемых к MAU радиально.

Мосты – это сетевые устройства, которые позволяют удлинить локальную сеть или объединить несколько локальных сетей, соединяя таким образом многочисленные рабочие станции, серверы и другие сетевые устройства, которые иначе не смогли бы взаимодействовать. Мосты могут соединять две или несколько локальных сетей, использующих один и тот же протокол. Мосты также применяют для разбиения локальной сети на небольшие подсети с целью повышения производительности, при этом можно распределять сетевой трафик, локализовать сетевые проблемы и управлять доступом к каждой подсети. Для решения этих задач мосты проверяют адреса принимающих и передающих устройств в тех фреймах, которые на них поступают, и, используя соответствующее программное обеспечение, определяют – передавать фрейм дальше или отбросить его.

Также мосты могут  соединять разные локальные сети, в которых применяются различные  типы передающей среды. Например, они  могут подключать кабель к оптоволокну  или УКВ-оборудованию и, следовательно, могут использоваться для связи локальной сети с глобальной. Мосты работают на подуровне MAC Канального уровня OSI. Мост перехватывает весь сетевой трафик и анализирует целевой адрес каждого фрейма определяя, следует ли пересылать данный фрейм в следующую сеть. Мосты не конвертируют фреймы из формата одного протокола в формат другого, исключение составляют только транслирующие мосты.

Транслирующие мосты – преобразуют фреймы, относящиеся к одному методу доступа и передающей среде, во фреймы другого стандарта и наоборот, такие мосты переформатируют адреса. Многопортовые мосты – соединяют несколько сетевых сегментов. Локальные мосты – используется для непосредственного соединения двух близко расположенных локальных сетей (например, двух сетей Ethernet). Он также применяется для сегментации сетевого трафика с целью ликвидации узких мест.