Vyjmenujte hlavní charakteristiky kvality počítačové sítě. Klasifikace a charakteristika počítačových sítí. Klasifikace globálních počítačových sítí

Kapitola 3. Obecné informace o počítačových sítích

Výše uvedený materiál bude pro nás nezbytný ke studiu počítačových sítí, protože počítačové sítě jsou dalším vývojem input-output a umožňují vám posílat data mezi počítači a využívat společné zdroje počítačových systémů.

Definice, terminologie a účel počítačových sítí

Člověk bez komunikace je jako pták bez křídel.

V obecném případě je komunikační síť distribuovaný komunikační systém, který slouží k přenosu informací na dálku. Patří sem televizní a rozhlasové vysílací sítě, telefonní a celulární sítě, sítě kabelové televize atd. Synonymem komunikace je přenos dat. Koncept telekomunikační sítě implikuje geograficky distribuovanou síť pro přenos dat.

Jeden počítač je příkladem centralizovaného výpočetního systému. Na rozdíl od centralizované sítě je počítačová síť distribuovaným výpočetním systémem. Jedná se o soubor počítačového a komunikačního vybavení, komunikačních kanálů a speciálního softwaru, který řídí proces distribuovaných výpočtů mezi členy dané sítě.

Vzhledem k tomu, že v poslední době vzrostla role přenosu nečíselných informací prostřednictvím počítačových sítí, často se pro ně používá termín datová přenosová síť. Aby nedošlo k záměně s komunikační sítí, která také přenáší data, používá se pro počítačovou síť termín počítačová síť.

Počítačové sítě se používají k provádění následujících úkolů:

o provádění distribuovaných výpočtů;

o organizace přístupu pro centralizované (serverové) zpracování informací;

o obecné využití hardwarových prostředků;

o operativní vyhledávání a získávání dat v podnikových zdrojích;

o operativní vyhledávání a příjem různých informací v globálních sítích;

o zasílání zpráv, korespondence, přenos různých typů informací atd.

Obecné pojmy. Síťové topologie

Každá síť se skládá z uzlů a komunikačních linek, které je spojují. Uzly jsou konečné a střední. Koncový uzel má 1 připojení ke komunikační lince, mezilehlý uzel jich má více.

Síťovými uzly mohou být stanice (hostitelé, členské počítače sítě) nebo speciální komunikační zařízení (na obr. 10 jsou uzly označeny symbolem „ “). Nejjednodušší síť obsahuje 2 uzlové stanice (obr. 10, a).

Topologie sítě je graf propojení počítačové sítě, tedy typ spojení uzlů a komunikačních linek. Existují následující hlavní topologie sítě (obr. 10):

o typické: a) point-to-point - obsahuje 2 uzly; b) sběrnice (lineární síť) - obsahuje pouze dva koncové uzly, libovolný počet mezilehlých uzlů a má pouze jednu cestu mezi libovolnými dvěma uzly; c) hvězda - síť, ve které je pouze jeden mezilehlý uzel; d) strom (hierarchická hvězda) - síť, která obsahuje více než dva koncové uzly a alespoň dva mezilehlé uzly a ve které je mezi dvěma uzly pouze jedna cesta; e) kruhová - síť, ve které jsou ke každému uzlu připojeny pouze dvě větve;

o deriváty: e) smíšené (kombinované) - tvořené kombinací typických; g) plně propojeno - každý uzel je propojen se všemi ostatními; h) mesh - síť, která obsahuje alespoň dva uzly se dvěma nebo více cestami mezi nimi (typ smíšeného, ​​ve kterém není jasně patrné rozdělení na typické topologie);

Rýže. 10 Základní síťové topologie.

Linky spojující uzly sítě pro přenos dat se nazývají kanály přenosu dat nebo komunikační kanály (linky). Fyzická média používaná pro komunikační kanály budou diskutována dále v této kapitole.

Některé důležité pojmy.

provoz je tok dat komunikačním kanálem nebo síťovým zařízením a také objem tohoto toku v bajtech.

Protokol nazývaná pravidla pro přenos informací po síti.

Adresa síťový uzel (síťová adresa) je jeho jedinečný identifikátor, který popisuje umístění síťového uzlu a umožňuje odesílat informace tomuto konkrétnímu uzlu.

Přesnější definici protokolu a podrobněji o adresování v počítačových sítích probereme v této kapitole při studiu modelu OSI.

Klasifikace a charakteristika počítačových sítí

průměr síť je vzdálenost mezi dvěma nejvzdálenějšími stanicemi této sítě.

V závislosti na průměru sítě a typu použitého zařízení se počítačové sítě dělí na následující typy (v závorkách je uveden přibližný rozsah průměrů):

o místní (1-3000 m) - kombinace počítačů v několika budovách;

o kampus (100-10000 m) - místní sítě v měřítku "kampusu" - malé město;

o městské (5-20 km) - vysokorychlostní komunikační kanály v rámci velkého města;

o regionální (teritoriální) (100-1000 km) - sjednotit počítače geografické oblasti;

o globální (10000-20000 km) - sdružení počítačů v různých částech světa (Internet).

Nejdůležitější vlastností počítačové sítě je její šířka pásma. Šířka pásma (bitová rychlost) je množství informací, které lze přenést danou sítí za jednotku času. Šířka pásma se měří v bitech/s. 1 bit/s se rovná 1 bitu informace přenesené za 1 s. Používá se více jednotek: kbps, Mbps, Gbps.

V závislosti na povaze rozdělení funkcí existují:

Ó sítě peer-to-peer- malé lokální sítě, ve kterých jsou všechny počítače funkčně stejné; obvykle zahrnuje až 15 stanic;

Ó sítě s dedikovanými servery(dvouřadové sítě) - střední a velké sítě, ve kterých je část funkcí vykonávaných pro obsluhující stanice přiřazena serverům.

Sítě s dedikovanými servery jsou charakterizovány typy síťových služeb (serverů) v nich používaných, které budou popsány níže.

Komunikační média

Jako nosiče informací v moderní komunikační technice se používají elektromagnetické signály ve formě oscilací různých frekvencí. Médium přenosu dat (komunikace) je chápáno jako fyzické médium, kterým se šíří signál při průchodu komunikační linkou.

Komunikační linky využívají 2 hlavní technologie: drátovou a bezdrátovou.

vodičů používané v počítačových sítích se dělí na:

1. 1) Měděné elektrické vodiče. Nejběžnější přenosové médium. Jako nosič informace se používá střídavý elektrický proud různých frekvencí a průběhů. Nejběžnější typy kabelů používaných v počítačových sítích jsou:

Ó koaxiál- izolované měděné jádro, stíněné kovovým opletením;

o stíněný nebo nestíněný kroucený pár - pár izolovaných kroucených vodičů;

o veřejné telefonní linky (PSTN) - dvoužilové izolované vodiče účastnických vedení a vícežilové telefonní komunikační kabely.

2. 2) Optická vlákna(optické) komunikační linky (FOCL) jsou dutý pružný vodič (optické vlákno) potažený zevnitř reflexní látkou. Nosičem je modulovaný světelný paprsek emitovaný laserem.

Na bezdrátová komunikace jako přenosové médium se používá okolní vzduch, voda, vakuum nebo jiné médium nezdržující elektromagnetické vlny, které jsou v tomto případě nosičem informace. Podle frekvenčního rozsahu se bezdrátová komunikace dělí na:

o rádiová komunikace – používá se v satelitní komunikaci a vzdáleném přístupu;

o infračervené – používá se především pro komunikaci s bezdrátovými periferiemi;

o optický - používá se zřídka kvůli přítomnosti rušení v cestě šíření signálu;

o mikrovlnná (mikrovlnná) – používá se v místních sítích.

Topologie počítačových sítí

Jedním z nejdůležitějších rozdílů mezi různými typy sítí je jejich topologie.

Pod topologie obvykle rozumí relativní poloze uzlů sítě vůči sobě navzájem. Síťové uzly v tomto případě zahrnují počítače, rozbočovače, přepínače, směrovače, přístupové body atd.

Topologie je konfigurace fyzických spojení mezi uzly v síti. Vlastnosti sítě závisí na typu instalované topologie. Výběr konkrétní topologie ovlivňuje zejména:

• o složení potřebného síťového vybavení;
• na schopnostech síťových zařízení;
• o možnosti rozšíření sítě;
• na cestě ke správě sítě.

Existují následující hlavní typy topologií: štít, prsten, hvězda, topologie sítě A mříž. Zbytek jsou kombinacemi hlavních topologií a nazývají se smíšené nebo hybridní.

Pneumatika. Sítě se sběrnicovou topologií využívají pro přenos dat lineární monokanál (koaxiální kabel), na jehož koncích jsou instalovány speciální zástrčky - terminátory. Jsou nezbytné pro

Rýže. 6.1.

k zhasnutí signálu po průjezdu autobusem. Mezi nevýhody topologie sběrnice patří:

• data přenášená po kabelu jsou dostupná všem připojeným počítačům;
• v případě poruchy sběrnice přestává fungovat celá síť.

Prsten- jedná se o topologii, ve které je každý počítač propojen komunikačními linkami se dvěma dalšími: přijímá informace z jednoho a vysílá do druhého, a zahrnuje následující mechanismus přenosu dat: data jsou přenášena postupně z jednoho počítače do druhého, dokud nedosáhnou počítač příjemce. Nevýhody "kruhové" topologie jsou stejné jako u "sběrnicové" topologie:

• veřejná dostupnost dat;
• nestabilita vůči poškození kabelového systému.

Hvězda- jedná se o jedinou topologii sítě s jasně definovaným středem, nazývaným síťový hub nebo "hub" (hub), ke kterému jsou připojeni všichni ostatní účastníci. Funkčnost sítě závisí na stavu tohoto rozbočovače. V hvězdicové topologii neexistují žádná přímá spojení mezi dvěma počítači v síti. To má potenciál vyřešit problém dostupnosti veřejných dat a také zvýšit odolnost proti poškození kabeláže.

Rýže. 6.2.

Rýže. 6.3. Topologie hvězdy

- jedná se o topologii počítačové sítě, ve které je každá pracovní stanice sítě připojena k několika pracovním stanicím stejné sítě. Vyznačuje se vysokou odolností proti poruchám, složitostí konfigurace a nadměrnou spotřebou kabelů. Každý počítač má mnoho možných způsobů připojení k jiným počítačům. Přerušení kabelu nebude mít za následek ztrátu spojení mezi dvěma počítači.

Rýže. 6.4.

Mřížka je topologie, ve které uzly tvoří pravidelnou vícerozměrnou mřížku. V tomto případě je každá hrana mřížky rovnoběžná s její osou a spojuje dva sousední uzly podél této osy. Jednorozměrná mřížka je řetězec, který spojuje dva vnější uzly (mající pouze jednoho souseda) prostřednictvím určitého počtu vnitřních uzlů (které mají dva sousedy - vlevo a vpravo). Když jsou oba externí uzly připojeny, získá se "kruhová" topologie. Dvou- a trojrozměrné mřížky se používají v architektuře superpočítačů.

Sítě založené na FDDI používají topologii „double ring“, čímž dosahují vysoké spolehlivosti a výkonu. Vícerozměrná mřížka cyklicky propojená ve více než jedné dimenzi se nazývá „torus“.

(obr. 6.5) - topologie, která převládá ve velkých sítích s libovolným propojením mezi počítači. V takových sítích lze rozlišit samostatné libovolně spojené fragmenty ( podsítě ), mající typickou topologii, proto se nazývají sítě se smíšenou topologií.

Pro připojení velkého počtu síťových uzlů se používají síťové zesilovače a (nebo) přepínače. Používají se také aktivní rozbočovače - přepínače, které mají současně funkce zesilovače. V praxi se používají dva typy aktivních hubů, zajišťující připojení 8 nebo 16 linek.

Rýže. 6.5.

Dalším typem spínacího zařízení je pasivní rozbočovač, který umožňuje organizovat rozvětvenou síť pro tři pracovní stanice. Nízký počet připojených uzlů znamená, že pasivní hub nepotřebuje zesilovač. Takové rozbočovače se používají v případech, kdy vzdálenost k pracovní stanici nepřesahuje několik desítek metrů.

Ve srovnání se sběrnicovou nebo kruhovou topologií je smíšená topologie spolehlivější. Selhání jedné ze síťových komponent ve většině případů neovlivňuje celkový výkon sítě.

Výše diskutované topologie lokálních sítí jsou základní, tedy základní. Reálné počítačové sítě jsou budovány na základě úloh, k jejichž řešení je daná lokální síť navržena, a na struktuře jejích informačních toků. V praxi je tedy topologie počítačových sítí syntézou tradičních typů topologií.

Hlavní charakteristiky moderních počítačových sítí

Kvalitu sítě charakterizují následující vlastnosti: výkon, spolehlivost, kompatibilita, ovladatelnost, bezpečnost, rozšiřitelnost a škálovatelnost.

Zpět k hlavním funkcím výkon sítě zahrnují:

• reakční čas – charakteristika, která je definována jako doba mezi výskytem požadavku na síťovou službu a přijetím odpovědi na něj;
• propustnost – charakteristika, která odráží množství dat přenesených sítí za jednotku času;
• zpoždění přenosu – interval mezi okamžikem, kdy paket dorazí na vstup síťového zařízení, a okamžikem, kdy se objeví na výstupu tohoto zařízení.

Pro hodnocení spolehlivosti sítě používají různé vlastnosti, včetně:

• míra dostupnosti, což znamená zlomek času, během kterého lze systém používat;
• bezpečnost, těch. schopnost systému chránit data před neoprávněným přístupem;
• odolnost proti chybám - schopnost systému pracovat v podmínkách selhání některých jeho prvků.

Rozšiřitelnost znamená možnost poměrně snadno přidávat jednotlivé síťové prvky (uživatele, počítače, aplikace, služby), prodlužovat segmenty sítě a nahrazovat stávající zařízení výkonnějšími.

Škálovatelnost znamená, že síť umožňuje zvýšit počet uzlů a délku spojů ve velmi širokém rozsahu, přičemž výkon sítě se nezhorší.

transparentnost - vlastnost sítě skrýt před uživatelem podrobnosti o svém vnitřním zařízení, a tím zjednodušit jeho práci v síti.

ovladatelnost síť znamená schopnost centrálně monitorovat stav hlavních prvků sítě, identifikovat a řešit problémy, které vznikají během provozu sítě, provádět analýzu výkonu a plánovat rozvoj sítě.

Kompatibilita znamená, že síť je schopna zahrnovat širokou škálu softwaru a hardwaru.

Úvod

V době rychlého rozvoje technologií jsou problémy informační bezpečnosti nejnaléhavější. Používání automatizovaných systémů pro zpracování a správu informací zhoršilo ochranu informací před neoprávněným přístupem. Hlavní problémy informační bezpečnosti v počítačových systémech vznikají v důsledku skutečnosti, že informace nejsou pevně spojeny s nosičem. Lze jej snadno a rychle kopírovat a přenášet komunikačními kanály. Informační systém je vystaven vnějším i vnitřním hrozbám ze strany narušitelů.

Hlavní problémy informační bezpečnosti při práci v počítačových sítích lze rozdělit do tří typů:

Zachycování informací (porušení důvěrnosti informací),

úprava informací (zkreslení původní zprávy nebo nahrazení jinou informací),

Ochrana počítačových systémů před neoprávněným přístupem se dnes vyznačuje nárůstem role softwaru a kryptografických mechanismů oproti hardwarovým. Nové problémy v oblasti informační bezpečnosti již vyžadují použití protokolů a mechanismů s poměrně vysokou výpočetní náročností. Jedním z řešení těchto problémů je vytváření virtuálních privátních sítí (Virtual Private Network - VPN).

ANALÝZA MÍSTNÍ SÍTĚ

Struktura a vlastnosti nezabezpečené sítě

Obrázek 1.1 Nezabezpečený automatizovaný systém

Základní informace o nezabezpečeném automatizovaném systému:

· Adresy v místních sítích jsou soukromé.

· Na vstupech do lokálních sítí jsou počítače PROXY s reálnými adresami.

· Může existovat libovolný počet místních sítí.

Požadavky na ochranu nechráněného automatizovaného systému:

· Vyžaduje ochranu výměny informací při průchodu otevřeným internetem.

· Zabezpečený tunel musí být transparentní pro uživatele přistupující ke vzdáleným zdrojům LAN.

· Je požadováno, aby uživatelé lokální sítě neměli přístup ke zdrojům otevřeného internetu, s výjimkou zdrojů jiných lokálních sítí definovaných správcem, se kterými je organizována bezpečná interakce a případně zdrojů mobilních uživatelů.

· Je nutné odstranit nutnost instalovat software ViPNet [Coordinator] na brány LAN.

Hrozby a zranitelnosti LAN

Distribuované úložiště souborů.

Distribuované úložiště souborů poskytuje uživatelům transparentní přístup k části diskového úložiště vzdáleného serveru. Sdílené úložiště souborů poskytuje funkce, jako je vzdálený přístup k souborům a vzdálený tisk. Vzdálený přístup k souborům umožňuje uživatelům přistupovat, číst a ukládat soubory. Vzdálený přístup k souborům je obecně poskytován tím, že umožňuje uživatelům připojit se k části vzdáleného diskového úložného zařízení (souborového serveru), jako by bylo zařízení připojeno přímo. Tento virtuální disk se používá, jako by to byl místní disk na pracovní stanici. Vzdálený tisk umožňuje uživateli tisknout na jakékoli tiskárně připojené k libovolnému komponentu LAN. Vzdálený tisk řeší dva uživatelské problémy: zajištění tisku na pozadí při zpracování dat a sdílení drahých tiskáren. Tiskové servery LAN mohou přijmout celý soubor ihned po požadavku na tisk, což uživatelům umožňuje pokračovat v práci na svých pracovních stanicích místo čekání na dokončení tiskové úlohy. Mnoho uživatelů používajících stejnou tiskárnu bude schopno ospravedlnit nákup rychlé a vysoce kvalitní tiskárny.

Problémy distribuovaného ukládání souborů.

Souborové servery mohou řídit přístup uživatelů k různým částem systému souborů. To se obvykle provádí tak, že se uživateli umožní připojit nějaký souborový systém (nebo adresář) k pracovní stanici uživatele pro pozdější použití jako místní disk. To představuje dva potenciální problémy. Za prvé, server může poskytovat ochranu přístupu pouze na úrovni adresáře, takže pokud má uživatel povolen přístup k adresáři, bude mít přístup ke všem souborům obsaženým v tomto adresáři. Pro minimalizaci rizika v této situaci je důležité vhodně strukturovat a spravovat souborový systém LAN. Dalším problémem jsou nedostatečné bezpečnostní mechanismy místní pracovní stanice. Například osobní počítač (PC) může poskytovat malé nebo žádné zabezpečení pro informace na něm uložené. Když uživatel zkopíruje soubory ze serveru na místní disk v osobním počítači, soubor již není chráněn ochranou, která jej chránila, když byl uložen na serveru. U některých typů informací to může být přijatelné. Jiné typy informací však mohou vyžadovat silnější ochranu. Tyto požadavky se zaměřují na potřebu ovládat prostředí PC.

Remote Computing.

Vzdálené výpočty se týkají spouštění aplikace nebo aplikací na vzdálených komponentách. Remote Computing umožňuje uživatelům: vzdáleně se připojit k dalším komponentám LAN; vzdáleně spouštět aplikaci umístěnou na jiné komponentě nebo vzdáleně spouštět aplikaci na jedné nebo více komponentách, přičemž zároveň dává uživateli dojem, že běží lokálně.

Vzdálené připojení umožňuje uživatelům navázat relaci se vzdáleným počítačem (jako je počítač pro více uživatelů), jako by byl uživatel přímo připojen ke vzdálenému počítači. Možnost spouštět aplikace na jedné nebo více komponentách umožňuje uživateli využít plný výpočetní výkon LAN v FSN.

Problémy vzdáleného počítání.

Vzdálené výpočty musí být řízeny tak, aby ke vzdáleným komponentám a aplikacím měli přístup pouze oprávnění uživatelé. Servery musí být schopny ověřovat vzdálené uživatele požadující služby nebo aplikace. Tyto požadavky mohou také zadávat místní a vzdálené servery pro vzájemnou autentizaci. Selhání ověření může vést k tomu, že neoprávnění uživatelé budou mít přístup ke vzdáleným serverům a aplikacím. Mělo by existovat určité ujištění ohledně integrity aplikací používaných mnoha uživateli přes LAN.

Výměna zpráv.

Aplikace pro zasílání zpráv jsou spojeny s funkcemi e-mailu a telekonferencí. E-mail je jednou z nejdůležitějších funkcí dostupných prostřednictvím počítačových systémů a sítí. Poštovní servery fungují jako místní poštovní úřady a umožňují uživatelům odesílat a přijímat zprávy přes LAN. Možnosti telekonferencí umožňují uživatelům aktivní vzájemnou interakci podobným způsobem jako telefon.

Problémy topologií a protokolů.

Topologie a protokoly, které se dnes používají, vyžadují, aby zprávy byly dostupné velkému počtu uzlů na cestě k požadovanému cíli. To je mnohem levnější a jednodušší než mít přímou fyzickou cestu mezi každou dvojicí strojů. Ve velkých sítích LAN nejsou přímá připojení proveditelná. Potenciální hrozby z toho vyplývající zahrnují aktivní i pasivní odposlouchávání zpráv přenášených na lince. Pasivní odposlech zahrnuje nejen čtení informací, ale také analýzu provozu (použití adres, dalších dat hlavičky, délky zprávy a frekvence zpráv). Aktivní zachycení zahrnuje změnu toku zpráv (včetně úpravy, zpoždění, duplikace, odstranění nebo neoprávněného použití přihlašovacích údajů).

Problémy se službou zasílání zpráv a další problémy.

Služby zasílání zpráv zvyšují riziko pro informace uložené na serveru nebo přenášené mezi zdrojem a odesílatelem. Nedostatečně zabezpečený e-mail lze snadno zachytit, změnit nebo znovu odeslat, což má vliv na důvěrnost i integritu zprávy.

Mezi další problémy zabezpečení LAN patří:

Nedostatečná správa LAN a bezpečnostní politika;

Nedostatek školení v používání LAN a ochrany;

· Neadekvátní ochranné mechanismy pro pracovní stanice a nedostatečná ochrana při přenosu informací.

Slabá bezpečnostní politika také zvyšuje riziko spojené s LAN. Měla by existovat formální bezpečnostní politika, která definuje pravidla pro používání LAN, aby demonstrovala pozici managementu organizace ve vztahu k důležitosti ochrany hodnot v ní. Bezpečnostní politika je výstižným vyjádřením postoje vrcholového vedení k informačnímu majetku, odpovědnosti za jeho ochranu a organizačním povinnostem. Měla by existovat silná bezpečnostní politika LAN, která by poskytovala vedení a podporu od nejvyššího vedení organizace. Zásady by měly definovat roli každého zaměstnance při zajišťování, že síť LAN a informace na ní přenášené jsou přiměřeně chráněny.

Používání PC v prostředí LAN také přináší riziko pro LAN. Obecně platí, že v PC neexistují téměř žádná bezpečnostní opatření týkající se ověřování uživatelů, řízení přístupu k souborům, auditování aktivit uživatelů atd. Ve většině případů ochrana poskytovaná informacím uloženým a zpracovávaným na serveru LAN nedoprovází informace, když jsou odesílány do PC.

Bezpečnostní politika LAN v FSB by měla zdůrazňovat důležitost správy a údržby LAN. Správa LAN musí mít potřebné finanční prostředky, čas a zdroje. Slabá správa sítě může vést k bezpečnostním chybám. To může mít za následek následující problémy: slabá konfigurace zabezpečení, nedbalá implementace bezpečnostních opatření nebo dokonce nepoužití potřebných bezpečnostních mechanismů.

Riziko také zvyšuje nedostatečná informovanost uživatelů o zabezpečení LAN. Uživatelé, kteří nejsou obeznámeni s ochrannými mechanismy, ochrannými opatřeními atd. mohou je používat nesprávně a možná méně bezpečně. Odpovědnost za implementaci ochranných mechanismů a opatření, jakož i za dodržování pravidel pro používání PC v prostředí LAN, leží zpravidla na uživatelích PC. Uživatelé by měli dostat příslušné pokyny a doporučení nezbytná k udržení přijatelné úrovně zabezpečení v prostředí LAN.

Ministerstvo školství a vědy Ruské federace

Státní vzdělávací instituce

Vyšší odborné vzdělání

„Khakasská státní univerzita pojmenovaná po N.F. Katanov"

Ústav informatiky a telematiky

Ústav informatiky a výpočetní techniky

ABSTRAKTNÍ

Počítačové sítě

v disciplíně "Základy algoritmické kultury"

Vyplnil: student 1. ročníku

Specializace "Aplikovaná informatika"

(v ekonomii)

IIT, skupina 20

Vorontsov E.E.

Kontrolovány:

Abakan, 2010

Úvod………………………………………………………………………………………...3

Začátek……………………………………………………………………… 4

Koncepce počítačových sítí……………………………………………….5

2.1 Klasifikace počítačových sítí……………………………………………….7

Koncept lokální počítačové sítě………………………………………...11

3.1 Klasifikace lokálních počítačových sítí………………………………… 11

3.2 Struktura lokálních počítačových sítí……………………………………….13

3.2.1 Jednouzlové sítě……………………………………………………………….13

3.2.2 Sítě s kabelovými komunikačními linkami………………………………………………………………13

3.2.3 Sítě rádiových kanálů………………………………………………………………...14

3.2.4 Kruhové sítě……………………………………………………………………….15

3.2.5 Páteřní sítě……………………………………………………………….16

Jednokanály kufru……………………………………………………………………… 16

Hlavní polykanály……………………………………………………………………………………………………………………………… 17

3.2.6 Kombinované sítě………………………………………………………………18

Globální počítačové sítě………………………………………...18

4.1 Klasifikace globálních počítačových sítí………………………..18

4.2 Pozemské víceuzlové sítě……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………….

4.2.1 Obecná struktura sítě………………………………………………………………..19

4.2.2 Princip modemové komunikace………………………………………………………………………………………………………………20

4.3 Satelitní a kombinované sítě………………………………………………21

Závěr ………………………………………………………………………………. 22

Reference……………………………………………………………………… 23

Úvod

V dnešní době jsou počítačové sítě velmi rozšířené. To je způsobeno několika důvody:

Spojení počítačů do sítě umožňuje výrazně ušetřit peníze snížením nákladů na údržbu počítačů (stačí mít určitý diskový prostor na souborovém serveru (hlavním počítači sítě) se softwarovými produkty nainstalovanými na něm a používanými několika pracovními stanicemi );

Počítačové sítě umožňují používat poštovní schránku k odesílání zpráv na jiné počítače, což umožňuje přenášet dokumenty z jednoho počítače do druhého v co nejkratším čase;

Počítačové sítě za přítomnosti speciálního softwaru (softwaru) slouží k organizaci sdílení souborů (např. účetní na několika strojích mohou zpracovávat záznamy stejné účetní knihy).

Mimo jiné se v některých oblastech činnosti bez počítačových sítí prostě neobejde. Mezi tyto oblasti patří: bankovnictví, skladové provozy velkých společností, elektronické archivy knihoven atd. V těchto oblastech každé jednotlivé pracoviště v zásadě nemůže uchovávat všechny informace (především z důvodu příliš velkého objemu). Síť umožňuje vybraným (registrovaným na souborovém serveru) uživatelům přístup k informacím, které jim provozovatel sítě umožňuje.

Účelem této práce je: Studium počítačových sítí.

K dosažení tohoto cíle je nutné vyřešit následující úkoly:

Najděte a prostudujte literaturu na dané téma;

Naučte se pojem "počítačové sítě";

Studovat klasifikaci počítačových sítí;

Udělejte si závěr o tomto tématu.

1. Začněte

Počítače se objevily v lidském životě teprve nedávno, ale téměř každý může s pevnou jistotou říci, že budoucnost patří výpočetní technice.

V jejich začátcích byly počítače objemná zařízení napájená lampou, která zabírala tolik místa, že k jejich umístění potřebovaly více než jednu místnost. Díky tomu všemu byla produktivita takových strojů ve srovnání s moderními neuvěřitelně malá.

Jak šel čas. Postupně se vědecké myšlení a schopnosti vědců rozvinuly natolik, že se výroba menších, ale produktivnějších počítačů stala realitou.

Proces vývoje osobního počítače postupuje stále větším tempem, a proto se počítače v blízké budoucnosti stanou nepostradatelným a nepostradatelným atributem každého podniku, kanceláře a většiny bytů.

Důvodem tak intenzivního rozvoje informačních technologií je stále se zvyšující potřeba rychlého a kvalitního zpracování informací, jejichž toky rostou jako sněhová koule s rozvojem společnosti.

Počítače pevně vstoupily do moderního světa, ve všech oblastech lidské činnosti a vědy, a vyvolaly potřebu poskytovat jim různý software. Samozřejmě je to dáno především rozvojem elektronické výpočetní techniky a jejím rychlým zdokonalováním a implementací v různých sférách lidské činnosti.

Kombinace počítačů v síti výrazně zvýšila produktivitu. Počítače se využívají jak pro výrobní (nebo kancelářské) potřeby, tak pro vzdělávání.

2. Pojem počítačové sítě

Počítačová síť je soubor uzlů (počítače, terminály, periferní zařízení), které mají schopnost vzájemné interakce pomocí speciálních komunikačních zařízení a softwaru.

Velikosti sítí se velmi liší – od dvojice propojených počítačů stojících na sousedních stolech až po miliony počítačů rozesetých po celém světě (některé z nich mohou být umístěny na vesmírných objektech).

Sítě využívají různé síťové technologie. Každá technologie má své vlastní typy zařízení.

Síťová zařízení se dělí na aktivní a pasivní. Aktivním vybavením jsou počítačové karty rozhraní, opakovače, rozbočovače; pasivním zařízením jsou kabely, konektory, patch panely. Kromě toho existují pomocná zařízení - zdroje nepřerušitelného napájení, klimatizace a příslušenství - montážní stojany, skříně, potrubí různých typů. Z hlediska fyziky je aktivní zařízení zařízení, které potřebuje energii pro generování signálů, pasivní zařízení nevyžaduje napájení.

Zařízení počítačové sítě se dělí na koncové systémy (zařízení), které jsou zdroji a/nebo spotřebiteli informací, a zprostředkující systémy, které zajišťují průchod informací sítí.

Mezi koncové systémy patří počítače, terminály, síťové tiskárny, faxy, pokladny, čtečky čárových kódů, hlasová a video komunikace a jakákoli další periferní zařízení.

Mezilehlé systémy zahrnují rozbočovače (opakovače, mosty, přepínače), směrovače, modemy a další telekomunikační zařízení, jakož i kabelovou nebo bezdrátovou infrastrukturu, která je spojuje.

Akce „užitečná“ pro uživatele je výměna informací mezi koncovými zařízeními.

Pro aktivní komunikační zařízení je použitelný koncept výkonu, a to ve dvou různých aspektech. Kromě „hrubého“ množství nestrukturovaných informací přenášených zařízením za jednotku času (bit/s) je zajímá i rychlost zpracování paketů, rámců nebo buněk. Samozřejmě je specifikována i velikost struktur (pakety, rámce, buňky), u kterých se měří rychlost zpracování. V ideálním případě by výkon komunikačního zařízení měl být tak vysoký, aby mohl zpracovávat informace, které dopadají na všechna rozhraní (porty) při jejich plné rychlosti (rychlost drátu).

Pro organizaci výměny informací by měl být vyvinut soubor softwaru a hardwaru distribuovaného přes různá síťová zařízení. Zpočátku se síťoví vývojáři a prodejci snažili jít vlastní cestou a řešit celou řadu problémů pomocí vlastní sady protokolů, programů a vybavení. Ukázalo se však, že řešení různých výrobců jsou vzájemně nekompatibilní, což způsobilo mnoho nepříjemností uživatelům, kteří z různých důvodů nebyli spokojeni se sadou funkcí poskytovaných pouze jedním z prodejců. S rozvojem technologií a rozšiřováním škály poskytovaných služeb vzniká potřeba rozložit síťové úlohy – rozdělit je do několika vzájemně souvisejících dílčích úloh s definováním pravidel interakce mezi nimi. Rozdělení úkolu a standardizace protokolů umožňuje jeho řešení velkému počtu stran – vývojářům softwaru a hardwaru, výrobcům pomocných a komunikačních zařízení, přinášejících všechny tyto plody pokroku až ke koncovému uživateli.

Použití otevřených technologií a dodržování obecně uznávaných standardů zabraňuje efektu babylonského pandemonia. Samozřejmě, v komentáři se standard stává brzdou vývoje, ale někdo udělá průlom a jeho nová proprietární technologie se nakonec stane novým standardem.

2.1 Klasifikace počítačových sítí

Celá řada počítačových sítí může být klasifikována podle různých kritérií:

1) způsob organizace sítě;

2) územní převaha;

3) resortní příslušnost;

4) rychlost přenosu informací;

5) typ přenosového média;

6) topologie;

7) organizace interakce s počítačem.

Podle způsobu organizace sítí se dělí na skutečné a umělé.

Umělé počítačové sítě (pseudo-sítě) umožňují propojení počítačů pomocí sériových nebo paralelních portů a nevyžadují další zařízení. Někdy se komunikace v takové síti nazývá komunikace null-modem (není použit žádný modem). Samotné připojení se nazývá null-modem. Umělé sítě se používají, když je potřeba přenášet informace z jednoho počítače do druhého. MS-DOS a Windows jsou vybaveny speciálními programy pro implementaci připojení null-modem. Hlavní nevýhodou těchto počítačových sítí je nízká rychlost přenosu dat a možnost propojení pouze dvou počítačů.

Skutečné počítačové sítě umožňují propojit počítače pomocí speciálních spínacích zařízení a fyzického média pro přenos dat. Hlavní nevýhodou skutečných sítí je potřeba dalších zařízení.

Podle teritoriální prevalence se počítačové sítě dělí na lokální, globální a regionální.

Místní počítačové sítě jsou sítě, které pokrývají plochu nejvýše 10 metrů čtverečních. m. Jsou to sítě uzavřeného typu, přístup k nim je povolen pouze omezenému okruhu uživatelů, pro které práce v takové síti přímo souvisí s jejich profesní činností.

Regionální počítačové sítě jsou sítě umístěné na území města nebo kraje.

Globální počítačové sítě jsou sítě umístěné na území státu nebo skupiny států. Například World Wide Web. Jsou otevřené a zaměřené na obsluhu jakéhokoli uživatele.

Pojem "firemní síť" se v literatuře také používá pro označení kombinace více sítí, z nichž každá může být postavena na jiných technických, softwarových a informačních principech.

Podle resortní příslušnosti se rozlišují resortní a státní sítě.

Rezortní počítačové sítě patří jedné organizaci a jsou umístěny na jejím území.

Státní počítačové sítě - sítě používané ve státních strukturách.

Podle rychlosti přenosu informací se počítačové sítě dělí na nízko-, středně- a vysokorychlostní.

Nízkorychlostní počítačové sítě jsou sítě s rychlostí přenosu informací do 10 Mbps.

Středněrychlostní počítačové sítě jsou sítě s rychlostí přenosu informací až 100 Mbps.

Vysokorychlostní počítačové sítě jsou sítě s rychlostí přenosu informací vyšší než 100 Mbps.

Podle typu přenosového média se počítačové sítě dělí na drátové-koaxiální, kroucené dvoulinky, optické vlákna, bezdrátové (s přenosem informací rádiovými kanály, v infračervené oblasti).

Podle topologie počítačových sítí se dělí na počítačové sítě s koncovým uzlem, počítačové sítě s mezilehlým uzlem a počítačové sítě se sousedním uzlem.

Počítačové sítě s koncovým uzlem jsou sítě, ve kterých je uzel umístěn pouze na konci jedné větve.

Počítačové sítě s mezilehlým uzlem jsou sítě, ve kterých je uzel umístěn na koncích více než jedné větve.

Přilehlé uzlové počítačové sítě jsou sítě, jejichž uzly jsou propojeny alespoň jednou cestou, která neobsahuje žádné další uzly.

Síťový uzel je počítač nebo síťové přepínací zařízení. Větev sítě je cesta, která spojuje dva sousední uzly.

Z hlediska organizace interakce počítačů se sítě dělí na peer-to-peer a hierarchické.

Všechny počítače v síti peer-to-peer jsou si rovny. K datům uloženým na libovolném počítači má přístup každý uživatel sítě.

Sítě peer-to-peer lze organizovat pomocí operačních systémů, jako je Windows "3.11, Novell Netware Lite. Tyto programy fungují s DOS i Windows. Sítě peer-to-peer lze také organizovat na základě všech moderních 32bitových operačních systémů a některé další.

Výhody sítí peer-to-peer:

1. Nejjednodušší instalace a ovládání.

2. Operační systémy DOS a Windows mají všechny potřebné funkce k vybudování sítě peer-to-peer.

Nevýhoda: v podmínkách peer-to-peer sítí je obtížné řešit otázky bezpečnosti informací. Proto se tato síťová metoda používá pro sítě s malým počtem počítačů.

V hierarchické síti, když je síť nastavena, je předem přidělen jeden nebo více počítačů pro správu síťové komunikace a přidělování zdrojů. Takový počítač se nazývá server. Každý počítač, který má přístup ke službám serveru, se nazývá síťový klient nebo pracovní stanice.

Server v hierarchických sítích je trvalé úložiště sdílených zdrojů. Samotný server může být pouze klientem serveru na vyšší úrovni v hierarchii. Proto jsou hierarchické sítě někdy označovány jako sítě vyhrazených serverů. Servery jsou obvykle vysoce výkonné počítače, případně s několika procesory pracujícími paralelně, s vysokokapacitními pevnými disky, s vysokorychlostní síťovou kartou (100 Mbps nebo více).

Hierarchický síťový model je nejvýhodnější, protože umožňuje vytvořit nejstabilnější síťovou strukturu a racionálnější alokaci zdrojů. Také výhodou hierarchické sítě je vyšší úroveň ochrany dat.

Nevýhody hierarchické sítě ve srovnání se sítěmi typu peer-to-peer zahrnují:

1. potřeba dalšího OS pro server.

2. vyšší náročnost instalace a upgradu sítě.

3. potřeba přidělit samostatný počítač jako server

Existují dvě serverové technologie: technologie souborového serveru a architektura klient-server.

První model používá souborový server, který ukládá většinu programů a dat. Na žádost uživatele je mu zaslán potřebný program a data. Zpracování informací se provádí na pracovní stanici.

V systémech s architekturou klient-server dochází k výměně dat mezi klientskou aplikací a serverovou aplikací. Data jsou ukládána a zpracovávána na výkonném serveru, který také řídí přístup ke zdrojům a datům. Pracovní stanice obdrží pouze výsledky dotazu. Tuto technologii obvykle používají vývojáři aplikací pro zpracování informací.

3. Koncept lokální počítačové sítě

Lokální síť je soubor počítačů, periferních zařízení (tiskárny atd.) a spínacích zařízení propojených kabely. Lokální sítě se dělí na institucionální (kancelářské sítě firem, sítě organizačního managementu a další sítě, které se liší terminologií, ale ve své ideologické podstatě jsou téměř totožné) a sítě pro řízení technologických procesů v podnicích.

Lokální sítě se vyznačují tím, že vzdálenosti mezi komponentami sítě jsou relativně malé, zpravidla nepřesahují několik kilometrů. Lokální sítě se liší rolí a významem PC v síti, strukturou, způsoby uživatelského přístupu do sítě, způsoby přenosu dat mezi síťovými komponentami atd. Každá ze sítí nabízených na trhu má své výhody i nevýhody. Výběr sítě je dán počtem připojených uživatelů, jejich prioritou, požadovanou rychlostí a rozsahem přenosu dat, požadovanou šířkou pásma, spolehlivostí a cenou sítě.

3.1 Klasifikace lokálních počítačových sítí

Lokální počítačové sítě lze klasifikovat podle následujících kritérií:

1. podle role osobního počítače v síti:

Sítě se serverem;

Peer-to-peer (peer-to-peer) sítě.

2. podle struktury (topologie) sítě:

Jeden uzel ("hvězda");

Cink Cink");

Kufr ("pneumatika");

Kombinovaný.

3. podle způsobu uživatelského přístupu ke zdrojům a předplatitelům sítě:

Sítě s připojením uživatele na zadané adresy účastníků na principu přepínání okruhů ("hvězda");

Sítě s centralizovanou (softwarovou) správou připojení

uživatelé do sítě ("ring" a "bus");

Sítě s náhodnou disciplínou uživatelské služby („sběrnice“).

4. podle typu komunikačního média pro přenos informací:

Sítě využívající stávající kancelářské telefonní sítě;

Sítě na speciálně položených kabelových komunikačních linkách;

Kombinované sítě kombinující kabelová vedení a rádiové kanály.

5. podle disciplíny uživatelské služby (způsob uživatelského přístupu do sítě):

Priorita nastavená NCC, když uživatelé přistupují k síti

v souladu s prioritami, které jim byly přiděleny (trvalé nebo měnící se);

Neprioritní, kdy všichni uživatelé sítě mají stejná přístupová práva k síti.

6. o umístění dat v komponentách sítě:

S centrální databankou;

S distribuovanou databankou;

S kombinovaným systémem umístění dat.

3.2 Struktura lokálních počítačových sítí

3.2.1 Jednouzlové sítě

V lokálních sítích se používají především jednouzlové (hvězdovité) sítě. Jako prostředek komunikace lze použít telefonní linky a automatické telefonní ústředny organizací, podniků, firem atd., speciálně vedené kabelové vedení a kanály pro přenos signálu rádiem.

3.2.2 Kabelové sítě

Metodou přístupu k síti je zavolat předplatiteli jeho jménem sítě s přepojováním okruhů v komunikačním uzlu (CC). Způsob přepínání kanálů zajišťuje připojení účastníků přes CC po dobu přenosu zprávy. Současně může správcovská společnost organizovat prioritní přístup do účastnické sítě.

Výhody tohoto typu sítě jsou:

Jednoduchost a nízké náklady na připojení uživatelů sítě;

Snadná správa sítě;

Schopnost připojit a odpojit účastníky bez zastavení sítě;

Má také své nevýhody:

Rychlost přenosu zpráv závisí na počtu účastníků, intenzitě příjmu a vysílání zpráv a technických možnostech MC;

Spolehlivost sítě je určena spolehlivostí MC;

Velká celková délka a nízká účinnost využití fyzického média přenosu signálu;

Pro zvýšení spolehlivosti řídicích systémů jsou stavěny na modulárním principu, který počítá s pracovními a záložními moduly. Diagnostický systém vyhodnocuje fungování pracovního modulu a v případě potřeby přepne síť na spolupráci se záložním modulem.

Příkladem sítě s jedním uzlem je Arcnet (USA). Přestože síť nemá status mezinárodního standardu, je široce používána pro budování sítí malých kanceláří. Síť zahrnuje 8kanálový kanál UK. Počet předplatitelů lze zvýšit připojením nových MC.

3.2.3 Sítě rádiových kanálů

Struktura sítě je podobná jednouzlové síti, pouze zprávy v síti nejsou přenášeny po drátových komunikačních linkách, ale prostřednictvím rádiových spojů. K tomu je každý počítač vybaven účastnickou rádiovou stanicí (ARS). Účastnické rádiové stanice jsou propojeny prostřednictvím centrální rádiové stanice (CRS).

Metody přístupu k síti jsou náhodné. Nejjednodušší je metoda ALOHA - předplatitel zachytí kanál a vydá zprávu bez ohledu na to, zda jsou v síti další zprávy nebo ne. To může vést ke kolizi zpráv v síti a jejich vzájemnému zkreslení. Zkomolené zprávy jsou znovu vysílány v náhodných intervalech. Při kolizi zpráv se ztratí aktivní doba sítě, která se rovná součtu doby přenosu obou zpráv.

Aby se snížila pravděpodobnost kolize, jsou aplikovány úpravy této metody: Carrier Sense Access (CSMA) a Carrier Sense Access with Collision Detection (CSMA/CD). Přístup s neexistující kontrolou spočívá v tom, že předplatitel „poslouchá“ síť a přenáší zprávu pouze do volné sítě. Kolize jsou možné, když dva nebo více účastníků zahájí přenos současně. Zkomolené zprávy jsou znovu odeslány.

Při přístupu podle nosiče s detekcí kolize předplatitel "naslouchá" síti, posílá zprávu do uvolněné sítě a monitoruje možnost kolize zpráv. Pokud předplatitelé zahájí přenos ve stejnou dobu, kolidující zprávy jsou okamžitě zničeny, aniž by zabíraly čas vysíláním zkomolených zpráv. Metody CSMA a GSMA/CD se používají při vyšším zatížení sítě než metoda ALOHA.

Metody náhodného přístupu jsou implementovány pomocí EMOS každého PC, proto jsou spolehlivější než metody centralizovaného přístupu implementované softwarem NCC.

Výhody sítě:

Schopnost komunikovat s pohyblivými účastníky;

Schopnost připojit a odpojit účastníky bez zastavení sítě.

nedostatky:

Schopnost poslouchat všechny předplatitele;

Dopad průmyslového a atmosférického rušení;

Přítomnost "mrtvých zón" v důsledku struktur budov a prostor.

Sítě rádiových kanálů se nyní začínají stále více využívat tam, kde je potřeba komunikace se stávajícími účastníky.

3.2.4 Kruhové sítě

Síťové komunikační prostředky zahrnují fyzické médium pro přenos signálu ve formě kruhu spojujícího počítače, přístupové jednotky a pohony.

Přístupový blok je technické zařízení pro připojení počítače k ​​fyzickému prostředí. Přístupové bloky se dělí na dvě skupiny: přístup bez narušení integrity fyzického média přenosu signálu a přístup s porušením fyzického média a jeho obnovením pomocí přístupového bloku. Například bez porušení fyzického média můžete přistupovat ke kabelovým komunikačním linkám, ale přístup k optickým linkám je možný pouze s přerušením média pro přenos signálu. Zpráva odeslaná předplatitelem vstupuje na fyzické médium přes přístupový blok a pohybuje se po kruhu. Opakovač zpožďuje zprávu o dobu nezbytnou pro určení adresy účastníka a její přijetí účastníkem, obnovuje oslabené a zkreslené elektrické signály zprávy. Úsek fyzického média mezi dvěma sousedními opakovači se nazývá segment.

Výhody sítě:

Jednoduchost implementace komunikační linky typu point-to-point (jsou spojeny pouze dva body najednou - dva účastníci), což snižuje nároky na fyzické prostředí;

Snadná organizace potvrzení přijetí zprávy;

Malá celková délka fyzického média;

nedostatky:

Nízká spolehlivost, protože výpadek části fyzického napájení nebo opakovače vede k situaci celé sítě;

Nemožnost připojení a odpojení účastníků bez zastavení sítě;

Maximální zpoždění přenosu zprávy závisí na počtu účastníků;

Pro zvýšení spolehlivosti a propustnosti sítě je použit dvojitý prstenec. Zprávy v kroužcích běží různými směry. Pokud dojde k narušení jednoho zazvonění, sníží se pouze šířka pásma sítě. V případě narušení obou kroužků, nejbližší k narušení automaticky obnoví oběh informací v jednom kroužku.

Příklad kruhové sítě: Token Ring Network (IBM Zurich). Síť má status světového standardu, její délka dosahuje 2 km a obsluhuje až 256 účastníků.

3.2.5 Páteřní sítě

3.2.5.1 Hlavní mono kanály

Všichni účastníci jsou připojeni k jednomu fyzickému médiu, kterým je páteř (sběrnice). Zpráva odeslaná uživatelem je zaslána přes datový blok všem účastníkům sítě.

Výhody sítě:

Vyšší spolehlivost než kruhové sítě, protože selhání účastníka neovlivňuje provoz sítě;

Schopnost připojit a odpojit účastníky bez zastavení sítě v případě nedestruktivního fyzického připojení účastníků;

Nejmenší délka fyzického média.

Ke zlepšení spolehlivosti a propustnosti se používají duální monokanály.

Příkladem páteřní monokanálové struktury je síť Ethernet, což je průmyslový standard společností Intel, DEC a Xerox. Síť je základem mezinárodního standardu, obsluhuje až 1000 účastníků s délkou sítě do 10 km, přístup do sítě je realizován pomocí protokolů CSMA / CD.

3.2.5.2 Hlavní polykanály

Polykanál je skupina komunikačních nástrojů fungujících na stejném fyzickém médiu a určených k organizaci několika sítí pro různé účely. K tomu se používá širokopásmové fyzické médium, jako je širokopásmový koaxiální kabel nebo kabel z optických vláken.

Výhody sítě:

Velká šířka pásma, která vám umožní přenášet velké proudy různých informací;

Možnost organizovat několik sítí pro různé účely na jednom fyzickém médiu (například ve velkých finančních institucích, informačních a diverzifikovaných firmách).

Nevýhody sítě:

Složitost provozu;

Vysoké náklady na vybavení.

Hlavní polykanály jsou vyvíjeny a vyráběny podle konkrétních zakázek.

3.2.6 Kombinované sítě

Každá z těchto síťových struktur má určité výhody a nevýhody. Je možné překonat některé nevýhody a zvýšit efektivitu sítí kombinací (strukturováním) různých topologií.

Výhody sítí:

Schopnost snadno zvýšit počet účastníků a síťové zdroje;

Změna konfigurace struktury sítě;

Zvýšená spolehlivost sítě;

Prodloužení životního cyklu.

Nevýhodou těchto systémů je jejich vyšší cena z důvodu dodatečného technického a softwarového vybavení sítě.

4. Globální počítačové sítě

4.1 Klasifikace globálních počítačových sítí

Globální počítačové sítě lze klasifikovat podle následujících kritérií:

1. podle typu komunikačních prostředků:

Pozemní víceuzlové sítě

Satelitní rádiové sítě

Kombinované sítě

2. podle způsobu přepínání zpráv

Přepínání okruhů

Přepínání zpráv

Přepínání paketů

Adaptivní přepínání

3. podle volby cesty přenosu zprávy:

Pevné cesty

Řízený výběr cesty

náhodné cesty

Lavinová metoda

4.2. Pozemní víceuzlové sítě

4.2.1. Obecná struktura sítě

Všechny třídy počítačů od osobních počítačů po superpočítače mohou být pracovními počítači sítě. Používají se také samostatné svorky (T). Účastníci jsou připojeni k síti prostřednictvím telefonních a telegrafních komunikačních kanálů v přípojných bodech (TP). Uživatelský přístup k síťovým zdrojům se provádí prostřednictvím přepínacích uzlů. Každý přepínací uzel (SC) slouží určitému počtu uživatelů, obvykle umístěných nejblíže uzlu. Architektura MC je tvořena počítači se speciálním síťovým softwarem a komunikačním zařízením. MC mohou být obsluhované a bezobslužné, tj. pracovat v automatickém režimu. CC provádějí důležité síťové funkce: analýzu a tvorbu síťových adres účastníků, kódování zpráv, kontrolu a opravu chyb, které se objevily v procesu přenosu informací, řízení toku zpráv, výběr optimální trasy přenosu zpráv pro danou situaci atd. Jedna z CC funguje jako brána nebo most.

Síťové řídicí centrum (NCC) je kombinováno s jedním z CC, kde pracuje správce sítě. NCC zpravidla zahrnuje nejvýkonnější počítač v síti se speciálním softwarem.

Mezi Spojeným královstvím jsou zpravidla vysokorychlostní kanály pro přenos dat (MSKPD) položeny na bázi koaxiálních, vícežilových a optických kabelů. V krajním případě se používají telefonní linky s průměrnou rychlostí přenosu dat.

Výhody víceuzlové sítě:

Je možné použít dříve používané komunikační kanály

Je přijatelné používat různé fyzické prostředky a datové rychlosti v různých částech sítě

Možnost použití různých způsobů přepínání a výběru cest přenosu zpráv

Nevýhody víceuzlové sítě:

Obtížné pokládání na těžko přístupných místech

Neschopnost komunikovat s pohyblivými předplatiteli

4.2.2. Princip komunikace modemu

Aby bylo možné přenést diskrétní binární signál z výstupu jednoho počítače na vstup druhého po analogové telefonní lince, musí být signál převeden na standardní formu signalizace telefonní linky. Takový převod se nazývá modulace a zařízení, které převod provádí, se nazývá modulátor. Na vstupu počítače - příjemce zprávy musí být provedena inverzní transformace, která se nazývá demodulace, a zařízení - demodulátor. Protože počítač vysílá a přijímá zprávu, modulátor a demodulátor jsou spojeny v jednom zařízení zvaném modem. Modemy jsou k dispozici jak ve formě samostatných bloků, tak vestavěných počítačů. V závislosti na kvalitě modemů a komunikačních linek je rychlost přenosu dat přes modemy 2400,4800,9600 bps.

Aby si dva počítače vyměňovaly informace, je kromě modemu a fyzického média pro přenos signálu zapotřebí speciální software pro koordinaci provozu počítače a podporu komunikace. Většina modemů automaticky určuje rychlost přijímání informací, testuje kvalitu komunikační linky a kóduje zprávy pomocí speciálních kódů odolných proti šumu.

Běžný typ modemu umožňuje přenášet pouze textové informace, a proto se mu někdy říká telefonní modem. Kromě telefonního modemu se vyrábí faxmodemy, které dokážou přenášet grafické informace: obchodní dopisy s podpisy a pečetěmi, výkresy, náčrty, výkresy, fotografie. Pro všestrannou uživatelskou práci v síti musí být k počítači připojen skener.

4.3 Satelitní a kombinované sítě

Použití vesmírných komunikačních satelitů vedlo k možnosti vytvoření globálních rádiových sítí. Komunikační prostředky zahrnují komunikační satelity (SS), pozemní rádiové stanice (PC) a kabelové komunikační kanály mezi počítačem a pozemními rádiovými stanicemi.

Výhody satelitních sítí:

Pomocí různých frekvencí můžete uspořádat několik sítí, které fungují paralelně a vzájemně se neruší

Snadná komunikace s pohyblivými účastníky

Relativně levné umístit komunikační kanály na těžko dostupná místa

Nevýhoda: vysoké náklady na realizaci satelitní komunikace.

V současné době se mezi globálními sítěmi stále více rozšiřují kombinované sítě, ve kterých je přenos dat prostřednictvím pozemních CC doplněn o účastnické rádiové komunikace s CC, a v případě potřeby o satelitní komunikaci.

Závěr

Na závěr po všem výše uvedeném chápeme, že počítačové sítě zaujímají zvláštní místo v našem každodenním životě, v našich výrobních činnostech a v dalších oblastech. Propojení počítačů v síti umožňuje lidem najít informace, které potřebují, pomocí zdrojů jiných počítačů, komunikovat mezi sebou, aniž by opustili svůj pokoj, komunikovat s lidmi, kteří jsou na velké vzdálenosti. Počítačové sítě také poskytují rychlý přenos informací na miliony kilometrů, což umožňuje urychlit práci jakéhokoli podniku.

V této eseji byly zvažovány tak důležité otázky, jako je koncept počítačových sítí, jejich klasifikace a také koncept lokálních a globálních sítí. Dále byly ukázány srovnávací charakteristiky, výhody a nevýhody dnes nejrozšířenějších informačních technologií: lokální počítačové sítě a globální počítačové sítě. Právě teď jsou základem našich životů. Žádný podnik, jako továrna, závod nebo jakákoli soukromá firma, by nemohl dělat svou práci bez počítačů připojených k síti, protože propojení počítačů umožnilo výrazně zvýšit produktivitu práce.

Existuje mnoho dalších účinných a užitečných technologií a jejich počet se každým dnem zvyšuje. Proto, abyste udrželi krok s rytmem moderního života, musíte být neustále informováni o nejnovějších technických prostředcích osobního počítače, systémového softwaru a aplikovaných počítačových technologiích.

Počítačový hardware (server). Pro... mnohem víc. 5. Jmenování místního počítač sítí Místní počítač síť je spojení některých...

Veličiny popisující efektivitu počítačové sítě:

1. Parametry (primární):

Strukturální;

funkční;

zatížení;

2. vlastnosti (sekundární):

kvalitní;

Kvantitativní.

Parametry sítě – jsou veličiny, které popisují strukturní a funkční organizaci sítě a její interakci s vnějším prostředím.

Charakteristika sítě - popisuje její účinnost a závisí na parametrech. Jsou určovány během provozu měřením a v procesu řešení problémů systémové analýzy jako funkce parametrů.

Strukturální parametry - určují složení a strukturu sítě: počet uzlů tvořících síť a jejich vztah (topologie sítě); typy uzlů, složení a množství zařízení; technické parametry zařízení; šířka pásma kanálu atd.

Funkční parametry - popisují strategii řízení přenosu dat v počítači sítí a strategii zpracování dat uzly. Příklady parametrů: metoda přepínání, metoda přístupu ke komunikačnímu kanálu, algoritmus výběru trasy pro přenos dat v síti, distribuce aplikovaných úloh mezi uzly sítě, priority úloh atd.

Parametry zatížení - popisují interakci sítě ve vnějším prostředí. Příklad: počet typů datových toků (audio, video, data atd.), intenzita zpráv (pakety nebo rámce), velikost datových bloků přenášených po síti, náročnost na zdroje aplikovaných úloh.

Kvalitativní vlastnosti:

1. Operační schopnosti sítě (seznam služeb, služby přenosu a zpracování dat);

2. škálovatelnost- schopnost sítě lineárně zvyšovat svůj výkon, když je zvýšen, což lze kvantifikovat prostřednictvím poměru nárůstu výkonu systému k nárůstu zdrojů (čím blíže k 1, tím větší škálovatelnost);

3. ovladatelnost - schopnost administrovat za účelem identifikace a řešení problémů, které v síti vznikají, stejně jako plánování rozvoje a modernizace sítě;

4. flexibilita- zachování kvality fungování sítě, když se její složení a konfigurace změní v důsledku poruchy zařízení nebo přidání nových zařízení.

Kvantitativní charakteristiky:

Výkon počítačové sítě- míra výkonu sítě, která určuje množství práce vykonané sítí za jednotku času. Děleno Výkon SPD- se měří počtem zpráv (paketů, rámců, bitů) přenesených po síti za jednotku času a výkon zpracování dat- představuje celkový výkon zařízení pro zpracování dat.

Charakteristiky účinnosti- popsat zpoždění, ke kterým dochází při přenosu a zpracování dat v síti. Děleno Čas doručení zprávy a Doba odezvy.

Charakteristiky spolehlivosti:

Pravděpodobnost bezporuchového provozu sítě;

Poruchovost;

Čas mezi poruchami - časový interval mezi dvěma sousedními poruchami;

Doba zotavení;

Poměr dostupnosti – podíl doby, po kterou je síť v provozu.

Nákladové charakteristiky sítě:

- Celková cena vlastnictví(ТСО - celkové náklady na vlastnictví) - náklady vypočítané ve všech fázích životního cyklu sítě a včetně nákladů na technické, informační a softwarové nástroje (přímé náklady) a náklady na provoz sítě (nepřímé náklady).

Cena za přenos a zpracování dat v síti je dána objemem a cenou zdrojů použitých v síti při přenosu a zpracování dat.