Компьютерная сеть

 

 

Министерство образования и науки РК

Казахская Головная Архитектурно-Строительная Академия

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

 

По дисциплине:                                      Истории Казахстана

На тему:                                              

                                           

Факультет:                                                     Архитектуры

Кафедра:                         Архитектуры жилых и общественных зданий

Группа:                                                           Арх-12-5

Выполнил(а):                                           Бадердинов Л. С.

Проверил(а):                                            Зулкараева С.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Алматы,  2013

 

Компьютерная  сеть - группа из двух или более соединенных вместе компьютерных систем. Компьютерная система - это не только компьютер, но также и все программное обеспечение и периферийные устройства, которые необходимы для его работы. К примеру, любой компьютер для работы требует наличия операционной системы.   

 Компьютеры  могут соединяться друг с другом непосредственно (двухточечное соединение) либо через промежуточные узлы связи. Канал связи компьютера с остальными машинами сети обеспечивает кабель. Существует несколько их видов:

1. Кабель на основе скрученных пар (витая пара, TP) - содержит две или более пары проводов, скрученных один с другим по всей длине. Скручивание позволяет повысить помехоустойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные.  
   
2. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран). Экран представляет собой оплетку из медного провода вокруг изолятора или обернутую вокруг изолятора фольгу. В высококачественных кабелях присутствуют и оплетка и фольга. Коаксиальный кабель обеспечивает более высокую помехоустойчивость по сравнению с витой парой. 
   
3. Оптический кабель состоит из одного или нескольких кварцевых волокон (иногда полимерных), покрытых защитной оболочкой. Оболочка, как правило, состоит из нескольких слоев для обеспечения лучшей защиты волокон.

Существует несколько типов компьютерных сетей, включающие:

• Локальные компьютерные сети: компьютеры в сети расположены недалеко друг от друга (к примеру, находятся в одном здании).
• Глобальные компьютерные сети: компьютеры отдалены друг от друга и соединяются посредством телефонных линий или радиоволн.

 

    Существует  также разделение компьютерных  сетей на следующие два класса:

Клиент-сервер

Одноранговые

 

    Сети с архитектурой клиент-сервер

• Специализированный компьютер (выделенный сервер) используется для установки всех разделяемых ресурсов. Такое решение ускоряет доступ пользователей к централизованным ресурсам сети.
• Сетевое администрирование проще за счет незначительного числа серверов в сети и их узкой специализации.
• Обеспечение высокой производительности требует установки на сервере большого количества оперативной памяти, диска большого размера и использования в сервере производительного процессора.
• При нарушении работы сервера сеть становится практически неработоспособной.

 

    Одноранговые сети

• Сетевые приложения могут быть распределены по многочисленным серверам для повышения производительности сети и снижения расходов.
• Гибкое разделение ресурсов любого узла сети.
• Администрирование одноранговой сети может быть сложнее за счет большего числа серверов и более развитых возможностей каждого сервера.
• Невыделенные серверы медленнее специализированных.
• В сети LANtastic могут использоваться как выделенные серверы, так и невыделенные серверы/рабочие станции.

 

    В дополнение  к указанным типам следующие  характеристики также используются  для классификации различных  типов компьютерных сетей: 

• Топология: общая схема сети, отображающая физическое расположение компьютерных систем в сети и соединений между ними.
• Архитектура: спецификации связи, разработанные для определения функций сети и установления стандартов различных моделей вычислительных систем, предназначенных для обмена и обработки данных.
• Протокол: определяет общий набор линий и сигналов, которые компьютеры в сети используют для связи.

 

    Компьютер,  подключенный к сети, называется узлом сети. Компьютеры и устройства, которые предоставляют ресурсы рабочим станциям сети, называются серверами. Рабочая станция, или клиент, использует ресурсы сервера. Рабочие станции имеют доступ к сетевым ресурсам, но своих ресурсов в общее пользование не предоставляют.

 

Архитектура - спецификации связи, разработанные для определения функций сети и установления стандартов различных моделей вычислительных систем, предназначенных для обмена и обработки данных.   

 Для стандартизации сетей  Международная организация стандартов (OSI) предложила семиуровневую сетевую  архитектуру. К сожалению, конкретные реализации сетей не используют все уровни международного стандарта. Однако этот стандарт дает общее представление о взаимодействии отдельных подсистем сети.

Семиуровневая сетевая  архитектура

• Физический уровень (Physical Layer).
• Уровень управления линией передачи данных (Data Link).
• Сетевой уровень (Network Layer).
• Транспортный уровень (Transport Layer).
• Сеансовый уровень (Session Layer).
• Уровень представления (Presentation Layer).
• Уровень приложений (Application Layer).

 

    Физический уровень (Physical Layer) обеспечивает виртуальную линию связи для передачи данных между узлами сети. На этом уровне выполняется преобразование данных, поступающих от следующего, более высокого уровня (уровень управления передачей данных), в сигналы, передающиеся по кабелю.    

 В глобальных сетях на  этом уровне могут использоваться  модемы и интерфейс RS-232-C. Характерные  скорости передачи здесь определяются  линиями связи и для телефонных  линий (особенно отечественных)  обычно не превышают 2400 бод.     

 В локальных сетях для преобразования данных применяются сетевые адаптеры, обеспечивающие скоростную передачу данных в цифровой форме. Скорость передачи данных может достигать десятков и сотен мегабит в секунду.    

Уровень управления линией передачи данных (Data Link) обеспечивает виртуальную линию связи более высокого уровня, способную безошибочно передавать данные в асинхронном режиме. При этом данные обычно передаются блоками, содержащими дополнительную управляющую информацию. Такие блоки называют кадрами.    

 При возникновении ошибок  автоматически выполняется повторная  посылка кадра. Кроме того, на  уровне управления линией передачи  данных обычно обеспечивается  правильная последовательность  передаваемых и принимаемых кадров. Последнее означает, что если один компьютер передает другому несколько блоков данных, то принимающий компьютер получит эти блоки данных именно в той последовательности, в какой они были переданы.   

Сетевой уровень (Network Layer) предполагает, что с каждым узлом сети связан некий процесс. Процессы, работающие на узлах сети, взаимодействуют друг с другом и обеспечивают выбор маршрута передачи данных в сети (маршрутизацию), а также управление потоком данных в сети. В частности, на этом уровне должна выполняться буферизация данных.   

Транспортный уровень (Transport Layer) может выполнять разделение передаваемых сообщений на пакеты на передающем конце и сборку на приемном конце. На этом уровне может выполняться согласование сетевых уровней различных несовместимых между собой сетей через специальные шлюзы. Например, такое согласование потребуется для объединения локальных сетей в глобальные.    

Сеансовый уровень (Session Layer) обеспечивает интерфейс с транспортным уровнем. На этом уровне выполняется управление взаимодействием между рабочими станциями, которые участвуют в сеансе связи. В частности, на этом уровне выполняется управление доступом на основе прав доступа.   

Уровень представления (Presentation Layer) описывает шифрование данных, их сжатие и кодовое преобразование. Например, если в состав сети входят рабочие станции с разным внутренним представлением данных (ASCII для IBM PC и EBCDIC для IBM-370), необходимо выполнить преобразование.   

Уровень приложений (Application Layer) отвечает за поддержку прикладного программного обеспечения конечного пользователя.

Другие стандарты

 

    Модель OSI обращается  с данными так, как будто  мир за пределами компьютера  переполнен опасностями. Каждый  пакет сопровождается и упаковывается так, как молодая мать снаряжает своего единственного ребенка на прогулку зимой. Результатом этого является сверхвысокая надежность обмена информации, однако замедляется передача и усложняется реализация модели.    

 Во время разработки модели OSI в конце 70-х годов несколько компаний разработали свои методы, достаточно отдаленно напоминающие модель OSI, однако обеспечивающие высокую скорость обмена. Корпорация IBM реализовала систему с передачей маркера (token) в рамках Стандартной Сетевой Архитектуры (Standard Network Architecture - SNA). В это же время широко известный исследовательский центр компании Xerox в Palo Alto реализовал схему, названную XNS (Xerox Network Services), обеспечивающую множественный доступ к среде передачи. Вариация этого метода, названного ethernet, была адаптирована в системе TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), Digital Equipment в ее стратегии Digital-Intel-Xerox (DIX) и Novell в SPX/IPX (Sequence Packet Exchange/Internetwork Packet Exchange), используемых в сетевой ОС NetWare.    

 Все эти вариации достаточно  слабо связаны с моделью OSI. Институт (IEEE) организовал комитет  802 (в феврале 1980, отсюда и название), который начал заниматься разработкой  сетевых спецификаций, реализованных  в серии документов 802.

• 802.1 определяет часть физического уровня и уровня канала данных модели OSI как три новых уровня - физический, MAC (Medium Access Control -   управление доступом к среде) и LLC (Logical Link Control - управление логическим каналом).
• 802.2 определяет уровень LLC. LLC может принимать запросы услуг от вышележащих уровней через SAP (Service Access Points - точки доступа к сервису). Такие запросы передаются одним из трех способов:
1. Пакеты передаются и принимаются как дейтаграммы; дейтаграммы принимают все узлы сети, а использует только тот, кто их запрашивал. Этот тип сервиса используется в сетях NetWare.
2. Организуется логическое устройство, обеспечивающее организацию сеанса связи, управление потоком данных и контроль ошибок. Этот тип сервиса используется в сетях LANtastic.
3. Используются как дейтаграммы, так и сеансы точка-точка.
• 802.3 определяет уровень MAC, используемый в схеме детектирования несущей и обнаружения коллизий (CSMA/CD), принятой в Ethernet.
1. Детектирование несущей (Carrier Sense) - сетевой адаптер "прослушивает" сеть на предмет обнаружения занятости кабеля. В случае если кабель занят другой станцией, через промежуток времени, задаваемый с помощью генератора случайных чисел, попытка доступа повторяется.
2. Множественный доступ (Multiple Access) - каждый адаптер имеет равные шансы получить доступ к среде, когда кабель свободен. Даже если адаптер только что завершил передачу пакета, он имеет такие же шансы на получение доступа к среде, что и другие адаптеры.
3. Обнаружение конфликтов (Collision Detect) - при начале передачи пакета в сеть адаптер должен попытаться определить, не начал одновременно с ним передачу другой адаптер (коллизия). При попытке одновременного доступа оба адаптера должны освободить кабель и повторить попытку передачи по истечении случайного интервала времени.
• 802.4 определяет MAC-уровень для схем с передачей маркера.
• 802.5 определяет уровень MAC для схем с передачей маркера по кольцу аналогичных (но не совпадающих) Token-Ring.

 

    Зачем нужна  модель OSI, если разработаны специальные стандарты? Дело в том, что все сетевые ОС, такие, как LANtastic, NetWare, Windows NT, Windows 95 и пр., используют одни и те же основные процессы для обмена данными между узлами сети. Компоненты сети могут не соответствовать в точности модели OSI, но они должны следовать ей в общих вопросах.

ЭТАЛОННЫЕ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМ