Bir bilgisayar ağının kalitesinin temel özelliklerini listeleyin. Bilgisayar ağlarının sınıflandırılması ve özellikleri. Küresel bilgisayar ağlarının sınıflandırılması

Bölüm 3. Bilgisayar ağları hakkında genel bilgiler

Daha önce sunulan materyal, bilgisayar ağlarını incelememiz için gerekli olacaktır, çünkü bilgisayar ağları giriş-çıkışın daha da geliştirilmesidir ve bilgisayarlar arasında veri göndermenize ve bilgisayar sistemlerinin ortak kaynaklarını kullanmanıza izin verir.

Bilgisayar ağlarının tanımı, terminolojisi ve amacı

İletişimi olmayan insan kanatsız kuşa benzer.

Genel durumda, bir iletişim ağı, bilginin uzaktan iletilmesine hizmet eden dağıtılmış bir iletişim sistemidir. Bunlara televizyon ve radyo yayın ağları, telefon ve hücresel ağlar, kablolu televizyon ağları vb. dahildir. İletişimin eşanlamlısı veri iletimidir. Telekomünikasyon ağı kavramı, coğrafi olarak dağıtılmış bir veri iletim ağını ifade eder.

Tek bir bilgisayar, merkezi bilgi işlem sisteminin bir örneğidir. Merkezi olanın aksine, bilgisayar ağı dağıtılmış bir bilgi işlem sistemidir. Bu, belirli bir ağın üyeleri arasında dağıtılmış bilgi işlem sürecini kontrol eden bir dizi bilgisayar ve iletişim ekipmanı, iletişim kanalları ve özel yazılımdır.

Sayısal olmayan bilgilerin bilgisayar ağları aracılığıyla iletilmesinin rolü son zamanlarda arttığından, bunlar için artık sıklıkla veri iletim ağı terimi kullanılmaktadır. Verileri de taşıyan bir iletişim ağıyla karıştırılmaması için bilgisayar ağı terimi bilgisayar ağı için kullanılır.

Bilgisayar ağları aşağıdaki görevleri gerçekleştirmek için kullanılır:

o dağıtılmış hesaplamanın gerçekleştirilmesi;

o bilgilerin merkezi (sunucu) işlenmesi için erişimin organizasyonu;

o donanım kaynaklarının genel kullanımı;

o kurumsal kaynaklarda operasyonel arama ve veri toplama;

o küresel ağlarda çeşitli bilgilerin operasyonel olarak aranması ve alınması;

o mesajlaşma, yazışma, çeşitli türde bilgilerin iletilmesi vb.

Genel konseptler. Ağ topolojileri

Herhangi bir ağ, düğümlerden ve bunları birbirine bağlayan iletişim hatlarından oluşur. Düğümler son ve ara düğümlerdir. Uç düğümün iletişim hattına 1 bağlantısı vardır, ara düğümün birden fazla bağlantısı vardır.

Ağ düğümleri istasyonlar (ana bilgisayarlar, ağ üyesi bilgisayarlar) veya özel iletişim ekipmanı olabilir (Şekil 10'da düğümler " " sembolüyle gösterilmiştir). En basit ağ 2 düğüm istasyonu içerir (Şekil 10, a).

Ağ topolojisi, bir bilgisayar ağının bağlantılarının bir grafiğidir, yani düğümlerin ve iletişim hatlarının bir tür bağlantısıdır. Aşağıdaki ana ağ topolojileri vardır (Şekil 10):

o tipik: a) noktadan noktaya - 2 düğüm içerir; b) veri yolu (doğrusal ağ) - yalnızca iki uç düğümü, herhangi bir sayıda ara düğümü içerir ve herhangi iki düğüm arasında yalnızca bir yola sahiptir; c) yıldız - yalnızca bir ara düğümün bulunduğu bir ağ; d) ağaç (hiyerarşik yıldız) - ikiden fazla terminal düğümü ve en az iki ara düğüm içeren ve iki düğüm arasında yalnızca bir yolun bulunduğu bir ağ; e) halka - her düğüme yalnızca iki dalın bağlı olduğu bir ağ;

o türevler: e) karışık (birleşik) - tipik olanların bir kombinasyonundan oluşur; g) tamamen bağlı - her düğüm diğerlerine bağlıdır; h) ağ - aralarında iki veya daha fazla yol bulunan en az iki düğüm içeren bir ağ (tipik topolojilere bölünmenin açıkça görülmediği bir tür karma);

Pirinç. 10 Temel ağ topolojileri.

Veri iletim ağının düğümlerini birbirine bağlayan hatlara, veri iletim kanalları veya iletişim kanalları (hatları) adı verilir. İletişim kanalları için kullanılan fiziksel medya bu bölümün ilerleyen kısımlarında ele alınacaktır.

Bazı önemli kavramlar.

trafik verinin bir iletişim kanalı veya bir ağ cihazı üzerinden akışı ve bu akışın bayt cinsinden hacmidir.

protokol ağ üzerinden bilgi aktarımına ilişkin kurallar denir.

adres ağ düğümü (ağ adresi), ağ düğümünün konumunu tanımlayan ve bu belirli düğüme bilgi göndermenize olanak tanıyan benzersiz tanımlayıcısıdır.

Protokolün daha kesin bir tanımı ve bilgisayar ağlarında adresleme hakkında daha ayrıntılı olarak bu bölümde OSI modeli incelenirken ele alınacaktır.

Bilgisayar ağlarının sınıflandırılması ve özellikleri

çap ağ, bu ağın birbirine en uzak iki istasyonu arasındaki mesafedir.

Ağın çapına ve kullanılan ekipmanın türüne bağlı olarak, bilgisayar ağları aşağıdaki türlere ayrılır (yaklaşık çap aralığı parantez içinde belirtilmiştir):

o yerel (1-3000 m) - bilgisayarları çeşitli binalarda birleştirin;

o kampüs (100-10000 m) - "kampüs" ölçeğinde yerel ağlar - küçük bir kasaba;

o kentsel (5-20 km) - büyük bir şehir içindeki yüksek hızlı iletişim kanalları;

o bölgesel (bölgesel) (100-1000 km) - bir coğrafi bölgedeki bilgisayarları birleştirir;

o küresel (10000-20000 km) - dünyanın farklı yerlerindeki bilgisayarların birliği (İnternet).

Bir bilgisayar ağının en önemli özelliği bant genişliğidir. Bant genişliği (bit hızı), belirli bir ağ üzerinden birim zamanda iletilebilen bilgi miktarıdır. Bant genişliği bit/s cinsinden ölçülür. 1 bit/s, 1 saniyede iletilen 1 bitlik bilgiye eşittir. Birden fazla birim kullanılır: kbps, Mbps, Gbps.

Fonksiyon dağılımının niteliğine bağlı olarak aşağıdakiler vardır:

Ö eşler arası ağlar- tüm bilgisayarların işlevsel olarak eşit olduğu küçük yerel ağlar; genellikle en fazla 15 istasyon içerir;

Ö özel sunuculara sahip ağlar(iki aşamalı ağlar) - servis istasyonları için gerçekleştirilen işlevlerin bir kısmının sunuculara atandığı orta ve büyük ağlar.

Özel sunuculara sahip ağlar, aşağıda açıklanacak olan, içlerinde kullanılan ağ hizmetlerinin (sunucuların) türleri ile karakterize edilir.

İletişim medyası

Modern iletişim teknolojisinde bilgi taşıyıcıları olarak elektromanyetik sinyaller, çeşitli frekanslardaki salınımlar şeklinde kullanılmaktadır. Veri iletim ortamı (iletişim), sinyalin iletişim hattından geçerken yayıldığı fiziksel ortam olarak anlaşılmaktadır.

İletişim hatları 2 ana teknolojiyi kullanır: kablolu ve kablosuz.

iletkenler Bilgisayar ağlarında kullanılanlar aşağıdakilere ayrılır:

1. 1) Bakır elektrik iletkenleri. En yaygın iletim ortamı. Bilgi taşıyıcı olarak çeşitli frekanslarda ve dalga formlarında alternatif bir elektrik akımı kullanılır. Bilgisayar ağlarında en yaygın kullanılan kablo türleri şunlardır:

Ö koaksiyel kablo- metal örgüyle korunan yalıtımlı bakır çekirdek;

o blendajlı veya blendajsız bükümlü çift - bir çift yalıtımlı bükümlü tel;

o kamu telefon hatları (PSTN) - abone hatlarının iki çekirdekli yalıtımlı kabloları ve çok çekirdekli telefon iletişim kabloları.

2. 2) Fiber optik(fiber optik) iletişim hatları (FOCL), içten yansıtıcı bir maddeyle kaplanmış içi boş, esnek bir iletkendir (optik fiber). Taşıyıcı, bir lazer tarafından yayılan modüle edilmiş bir ışık ışınıdır.

Şu tarihte: kablosuz iletişimİletim ortamı olarak, bu durumda bilgi taşıyıcısı olan elektromanyetik dalgaları geciktirmeyen ortam havası, su, vakum veya başka bir ortam kullanılır. Frekans aralığına göre kablosuz iletişim şu şekilde ayrılır:

o radyo iletişimi - uydu iletişiminde ve uzaktan erişimde kullanılır;

o kızılötesi - esas olarak kablosuz çevre birimleriyle iletişim için kullanılır;

o optik - sinyal yayılma yolundaki parazitin varlığı nedeniyle nadiren kullanılır;

o mikrodalga (mikrodalga) - yerel ağlarda kullanılır.

Bilgisayar ağlarının topolojisi

Farklı ağ türleri arasındaki en önemli farklardan biri topolojileridir.

Altında topoloji Genellikle ağdaki düğümlerin birbirlerine göre göreceli konumunu anlarlar. Bu durumda ağ düğümleri bilgisayarları, hub'ları, anahtarları, yönlendiricileri, erişim noktalarını vb. içerir.

Topoloji, bir ağdaki düğümler arasındaki fiziksel bağlantıların yapılandırılmasıdır. Ağın özellikleri, kurulmakta olan topolojinin türüne bağlıdır. Özellikle belirli bir topolojinin seçimi şunları etkiler:

• gerekli ağ ekipmanının bileşimi;
• ağ ekipmanının yetenekleri hakkında;
• ağı genişletme olasılığı hakkında;
• ağı yönetme yolunda.

Aşağıdaki ana topoloji türleri vardır: kalkan, halka, yıldız, ağ topolojisi Ve kafes. Geri kalanlar ana topolojilerin kombinasyonlarıdır ve karma veya hibrit olarak adlandırılır.

Yorulmak. Veri yolu topolojisine sahip ağlar, veri iletimi için uçlarında özel fişlerin (sonlandırıcılar) takıldığı doğrusal bir tek kanallı (koaksiyel kablo) kullanır. Onlar için gerekli

Pirinç. 6.1.

Otobüsten geçtikten sonra sinyali söndürmek için. Veri yolu topolojisinin dezavantajları aşağıdakileri içerir:

• kablo üzerinden iletilen veriler bağlı tüm bilgisayarların kullanımına açıktır;
• bir veri yolu arızası durumunda tüm ağ çalışmayı durdurur.

Yüzük- bu, her bilgisayarın iletişim hatlarıyla diğerine iki bilgisayara bağlandığı bir topolojidir: birinden bilgi alır ve diğerine iletir ve aşağıdaki veri aktarım mekanizmasını ima eder: veriler, bir bilgisayardan diğerine sırayla ulaşana kadar iletilir. alıcı bilgisayar. "Halka" topolojisinin dezavantajları "veri yolu" topolojisinin dezavantajlarıyla aynıdır:

• verilerin kamuya açık olması;
• kablo sistemine zarar verecek dengesizlik.

Yıldız- bu, diğer tüm abonelerin bağlı olduğu, ağ hub'ı veya "hub" (hub) adı verilen, açıkça tanımlanmış bir merkeze sahip tek ağ topolojisidir. Ağ işlevselliği bu hub'ın durumuna bağlıdır. Yıldız topolojisinde ağdaki iki bilgisayar arasında doğrudan bağlantı yoktur. Bu, kamuya açık veri kullanılabilirliği sorununu çözmenin yanı sıra kablolama sisteminin zarar görmesine karşı direnci artırma potansiyeline sahiptir.

Pirinç. 6.2.

Pirinç. 6.3. Yıldız topolojisi

- bu, ağın her iş istasyonunun aynı ağın birkaç iş istasyonuna bağlandığı bir bilgisayar ağının topolojisidir. Yüksek hata toleransı, konfigürasyon karmaşıklığı ve aşırı kablo tüketimi ile karakterize edilir. Her bilgisayarın diğer bilgisayarlara bağlanmanın birçok olası yolu vardır. Kablo kopması iki bilgisayar arasındaki bağlantının kesilmesine neden olmaz.

Pirinç. 6.4.

Kafes düğümlerin düzenli, çok boyutlu bir kafes oluşturduğu bir topolojidir. Bu durumda, kafesin her kenarı kendi eksenine paraleldir ve bu eksen boyunca iki bitişik düğümü birbirine bağlar. Tek boyutlu bir kafes, iki harici düğümü (yalnızca bir komşusu olan) belirli sayıda dahili düğüm (solda ve sağda iki komşusu olan) aracılığıyla birbirine bağlayan bir zincirdir. Her iki harici düğüm bağlandığında bir "halka" topolojisi elde edilir. Süper bilgisayarların mimarisinde iki ve üç boyutlu kafesler kullanılmaktadır.

FDDI tabanlı ağlar "çift halkalı" topoloji kullanır, böylece yüksek güvenilirlik ve performans elde edilir. Birden fazla boyutta döngüsel olarak bağlanan çok boyutlu bir kafese "simit" adı verilir.

(Şekil 6.5) - bilgisayarlar arasında keyfi bağlantılara sahip büyük ağlarda geçerli olan topoloji. Bu tür ağlarda, keyfi olarak bağlanan ayrı parçalar ayırt edilebilir ( alt ağlar ), tipik bir topolojiye sahip olduklarından bunlara karışık topolojiye sahip ağlar denir.

Çok sayıda ağ düğümünü bağlamak için ağ amplifikatörleri ve (veya) anahtarlar kullanılır. Aktif hub'lar da kullanılır - aynı anda bir amplifikatör işlevine sahip olan anahtarlar. Uygulamada 8 veya 16 hattın bağlantısını sağlayan iki tip aktif hub kullanılmaktadır.

Pirinç. 6.5.

Başka bir anahtarlama cihazı türü, üç iş istasyonu için bir dallanma ağı düzenlemenize olanak tanıyan pasif bir hub'dır. Bağlı düğüm sayısının az olması, pasif hub'ın amplifikatöre ihtiyaç duymadığı anlamına gelir. Bu tür göbekler, iş istasyonuna olan mesafenin birkaç on metreyi geçmediği durumlarda kullanılır.

Bus veya ring topolojisiyle karşılaştırıldığında karma topoloji daha güvenilirdir. Ağ bileşenlerinden birinin arızalanması çoğu durumda ağın genel performansını etkilemez.

Yukarıda tartışılan yerel ağların topolojileri temeldir, yani temeldir. Gerçek bilgisayar ağları, belirli bir yerel ağın çözmek üzere tasarlandığı görevlere ve bilgi akışlarının yapısına göre oluşturulur. Dolayısıyla pratikte bilgisayar ağlarının topolojisi, geleneksel topoloji türlerinin bir sentezidir.

Modern bilgisayar ağlarının temel özellikleri

Ağın kalitesi şu özelliklerle tanımlanır: performans, güvenilirlik, uyumluluk, yönetilebilirlik, güvenlik, genişletilebilirlik ve ölçeklenebilirlik.

Ana özelliklere geri dön verim ağlar şunları içerir:

• reaksiyon süresi – bir ağ hizmetine yönelik bir talebin oluşması ile buna yanıtın alınması arasındaki süre olarak tanımlanan bir özellik;
• verim – ağ tarafından birim zaman başına iletilen veri miktarını yansıtan bir özellik;
• iletim gecikmesi – bir paketin bir ağ cihazının girişine ulaştığı an ile bu cihazın çıkışında göründüğü an arasındaki süre.

İçin güvenilirlik değerlendirmeleri ağlar aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli özellikler kullanır:

• kullanılabilirlik oranı, sistemin kullanılabileceği sürenin kesri anlamına gelir;
• emniyet, onlar. sistemin verileri yetkisiz erişime karşı koruma yeteneği;
• hata toleransı - sistemin bazı unsurlarının arızalanması durumunda çalışabilme yeteneği.

Genişletilebilirlik bireysel ağ öğelerini (kullanıcılar, bilgisayarlar, uygulamalar, hizmetler) nispeten kolay bir şekilde ekleme, ağ bölümlerinin uzunluğunu artırma ve mevcut ekipmanı daha güçlü olanlarla değiştirme yeteneği anlamına gelir.

Ölçeklenebilirlik ağın, çok geniş bir aralıkta düğüm sayısını ve bağlantı uzunluğunu artırmanıza olanak tanırken, ağ performansının bozulmaması anlamına gelir.

Şeffaflık - ağın özelliği, dahili cihazının ayrıntılarını kullanıcıdan gizlemek, böylece ağ üzerindeki çalışmasını kolaylaştırmaktır.

Kontrol edilebilirlik ağ, ağın ana unsurlarının durumunu merkezi olarak izleme, ağın çalışması sırasında ortaya çıkan sorunları belirleme ve çözme, performans analizi yapma ve ağın gelişimini planlama yeteneğini ifade eder.

Uyumluluk ağın çok çeşitli yazılım ve donanımı içerebildiği anlamına gelir.

giriiş

Teknolojinin hızla geliştiği bir çağda, bilgi güvenliği sorunları çok ciddidir. Otomatik bilgi işleme ve yönetim sistemlerinin kullanılması, bilgilerin yetkisiz erişime karşı korunmasını artırmıştır. Bilgisayar sistemlerinde bilgi güvenliğinin temel sorunları, bilginin taşıyıcıyla sıkı bir şekilde ilişkilendirilmemesi nedeniyle ortaya çıkmaktadır. Kolay ve hızlı bir şekilde kopyalanıp iletişim kanalları üzerinden iletilebilir. Bilgi sistemi, ihlalcilerden kaynaklanan hem iç hem de dış tehditlere açıktır.

Bilgisayar ağlarında çalışırken bilgi güvenliğinin temel sorunları üç türe ayrılabilir:

Bilginin ele geçirilmesi (bilgi gizliliğinin ihlali),

Bilgilerin değiştirilmesi (orijinal mesajın çarpıtılması veya başka bilgilerle değiştirilmesi),

Günümüzde bilgisayar sistemlerinin yetkisiz erişime karşı korunması, donanıma kıyasla yazılım ve şifreleme mekanizmalarının rolünün artmasıyla karakterize edilmektedir. Bilgi güvenliği alanındaki yeni problemler halihazırda nispeten yüksek hesaplama karmaşıklığına sahip protokol ve mekanizmaların kullanımını gerektirmektedir. Bu sorunlara çözümlerden biri sanal özel ağların (Sanal Özel Ağ - VPN) oluşturulmasıdır.

YEREL AĞIN ANALİZİ

Güvenli olmayan bir ağın yapısı ve özellikleri

Şekil 1.1 Güvenli olmayan otomatik sistem

Güvenli olmayan bir otomatik sistem hakkında arka plan bilgileri:

· Yerel ağlardaki adresler özeldir.

· Yerel ağ girişlerinde gerçek adresli PROXY bilgisayarlar bulunmaktadır.

· Herhangi bir sayıda yerel ağ olabilir.

Korumasız bir otomatik sistemin korunmasına yönelik gereksinimler:

· Açık internetten geçerken bilgi alışverişinin korunmasını gerektirir.

· Güvenli tünelin uzak LAN kaynaklarına erişen kullanıcılar için şeffaf olması gerekir.

· Yönetici tarafından tanımlanan, güvenli etkileşimin düzenlendiği diğer yerel ağların kaynakları ve muhtemelen mobil kullanıcıların kaynakları dışında, yerel ağ kullanıcılarının açık İnternet kaynaklarına erişiminin olmaması gerekir.

· LAN ağ geçitlerine ViPNet yazılımı [Koordinatör] kurma ihtiyacını ortadan kaldırmak gerekir.

LAN tehditleri ve güvenlik açıkları

Dağıtılmış dosya depolama.

Dağıtılmış dosya depolama, kullanıcılara uzak sunucunun disk depolama alanının bir kısmına şeffaf erişim sağlar. Paylaşılan dosya depolama, uzaktan dosya erişimi ve uzaktan yazdırma gibi özellikler sağlar. Uzaktan dosya erişimi, kullanıcıların dosyalara erişmesine, okumasına ve kaydetmesine olanak tanır. Genel olarak uzaktan dosya erişimi, kullanıcıların uzak disk depolama aygıtının (dosya sunucusu) bir bölümüne, aygıt doğrudan bağlıymış gibi bağlanmasına izin verilerek sağlanır. Bu sanal disk, sanki iş istasyonundaki yerel bir diskmiş gibi kullanılır. Uzaktan yazdırma, kullanıcının herhangi bir LAN bileşenine bağlı herhangi bir yazıcıya yazdırmasına olanak tanır. Uzaktan yazdırma, iki kullanıcı sorununu çözer: verileri işlerken arka planda yazdırmayı düzenlemek ve pahalı yazıcıları paylaşmak. LAN yazdırma sunucuları, bir yazdırma talebinden hemen sonra dosyanın tamamını kabul edebilir, böylece kullanıcıların yazdırma işinin tamamlanmasını beklemek yerine iş istasyonlarında çalışmaya devam etmelerine olanak sağlanır. Aynı yazıcıyı kullanan birçok kullanıcı, hızlı, yüksek kaliteli bir yazıcı satın almayı haklı çıkarabilecektir.

Dosyaların dağıtılmış depolanması sorunları.

Dosya sunucuları, dosya sisteminin çeşitli bölümlerine kullanıcı erişimini kontrol edebilir. Bu genellikle kullanıcının daha sonra yerel bir sürücü olarak kullanmak üzere kullanıcının iş istasyonuna bir dosya sistemi (veya dizin) eklemesine izin verilerek yapılır. Bu iki potansiyel sorunu ortaya çıkarıyor. Birincisi, sunucu yalnızca dizin düzeyinde erişim koruması sağlayabilir; dolayısıyla, bir kullanıcının bir dizine erişmesine izin verilirse, o dizinde bulunan tüm dosyalara erişime sahip olur. Bu durumdaki riski en aza indirmek için LAN dosya sistemini uygun şekilde yapılandırmak ve yönetmek önemlidir. Bir sonraki sorun, yerel iş istasyonunun yetersiz güvenlik mekanizmalarıdır. Örneğin, kişisel bir bilgisayar (PC), üzerinde depolanan bilgiler için çok az güvenlik sağlayabilir veya hiç güvenlik sağlamayabilir. Bir kullanıcı dosyaları sunucudan kişisel bilgisayardaki yerel diske kopyaladığında, dosya artık sunucuda depolandığında onu koruyan korumalar tarafından korunmaz. Bazı bilgi türleri için bu kabul edilebilir. Ancak diğer bilgi türleri daha güçlü koruma gerektirebilir. Bu gereksinimler bilgisayar ortamını kontrol etme ihtiyacına odaklanmaktadır.

Uzaktan Bilgi İşlem.

Uzaktan bilgi işlem, bir uygulamanın veya uygulamaların uzak bileşenler üzerinde çalıştırılması anlamına gelir. Uzaktan Bilgi İşlem kullanıcıların şunları yapmasına olanak tanır: diğer LAN bileşenlerine uzaktan bağlanma; başka bir bileşen üzerinde bulunan bir uygulamayı uzaktan yürütmek veya bir veya daha fazla bileşen üzerinde bir uygulamayı uzaktan başlatmak ve aynı zamanda kullanıcıya yerel olarak çalıştıkları izlenimini vermek.

Uzaktan bağlantı, kullanıcıların uzaktaki bir bilgisayarla (çok kullanıcılı bir bilgisayar gibi) sanki kullanıcı doğrudan uzak bilgisayara bağlıymış gibi oturum oluşturmasına olanak tanır. Uygulamaları bir veya daha fazla bileşen üzerinde çalıştırma yeteneği, kullanıcının FSN'deki LAN'ın tüm bilgi işlem gücünü kullanmasına olanak tanır.

Uzaktan hesaplama sorunları.

Uzaktan bilgi işlem, yalnızca yetkili kullanıcıların uzak bileşenlere ve uygulamalara erişebileceği şekilde kontrol edilmelidir. Sunucular, hizmet veya uygulama talep eden uzak kullanıcıların kimliğini doğrulayabilmelidir. Bu istekler, karşılıklı kimlik doğrulama amacıyla yerel ve uzak sunucular tarafından da gönderilebilir. Kimlik doğrulamanın yapılmaması, yetkisiz kullanıcıların uzak sunuculara ve uygulamalara erişmesine neden olabilir. LAN üzerinden birçok kullanıcı tarafından kullanılan uygulamaların bütünlüğüne ilişkin bir miktar güvence olmalıdır.

Mesaj alışverişi.

Mesajlaşma uygulamaları e-posta ve telekonferans yetenekleriyle ilişkilidir. E-posta, bilgisayar sistemleri ve ağları aracılığıyla kullanılabilen en önemli özelliklerden biridir. Posta sunucuları yerel postaneler gibi davranarak kullanıcıların LAN üzerinden mesaj gönderip almasına olanak tanır. Telekonferans yetenekleri, kullanıcıların birbirleriyle telefona benzer şekilde aktif olarak etkileşime girmesine olanak tanır.

Topoloji ve protokol sorunları.

Günümüzde kullanılan topolojiler ve protokoller, mesajların istenen hedefe giden çok sayıda düğüm tarafından kullanılabilir olmasını gerektirmektedir. Bu, her bir makine çifti arasında doğrudan bir fiziksel yola sahip olmaktan çok daha ucuz ve kolaydır. Büyük LAN'larda doğrudan bağlantılar mümkün değildir. Bundan kaynaklanan potansiyel tehditler, hatta iletilen mesajların hem aktif hem de pasif olarak dinlenmesini içerir. Pasif müdahale yalnızca bilgilerin okunmasını değil aynı zamanda trafik analizini de (adreslerin, diğer başlık verilerinin, mesaj uzunluğunun ve mesaj sıklığının kullanımı) içerir. Aktif müdahale, mesaj akışının değiştirilmesini içerir (değiştirme, geciktirme, çoğaltma, silme veya kimlik bilgilerinin yetkisiz kullanımı dahil).

Mesajlaşma hizmeti sorunları ve diğer sorunlar.

Mesajlaşma hizmetleri, bir sunucuda depolanan veya bir kaynak ile gönderen arasında iletilen bilgilerin riskini artırır. Yeterince güvenli olmayan e-postalar kolayca ele geçirilebilir, değiştirilebilir veya yeniden iletilebilir, bu da mesajın hem gizliliğini hem de bütünlüğünü etkileyebilir.

Diğer LAN güvenliği sorunları şunları içerir:

Yetersiz LAN yönetimi ve güvenlik politikası;

LAN kullanımı ve koruma konusunda eğitim eksikliği;

· İş istasyonları için yetersiz koruma mekanizmaları ve bilgi aktarımı sırasında yetersiz koruma.

Zayıf bir güvenlik politikası aynı zamanda LAN ile ilişkili riski de artırır. LAN'ın kullanımına ilişkin kuralları tanımlayan, kuruluş yönetiminin içindeki değerleri korumanın önemine ilişkin konumunu gösteren resmi bir güvenlik politikası bulunmalıdır. Güvenlik politikası, üst yönetimin bilgi varlıkları hakkındaki pozisyonunun, bunların korunmasına ilişkin sorumluluğun ve kurumsal yükümlülüklerin kısa bir ifadesidir. Kuruluşun üst yönetiminin yönlendirmesini ve desteğini sağlayacak güçlü bir LAN güvenlik politikası olmalıdır. Politika, LAN'ın ve LAN üzerinde iletilen bilgilerin yeterince korunmasını sağlamada her çalışanın sahip olduğu rolü tanımlamalıdır.

LAN ortamında bir PC kullanmak aynı zamanda LAN için de risk taşır. Genel olarak bir bilgisayarda kullanıcı kimlik doğrulaması, dosya erişim kontrolü, kullanıcı etkinliklerinin denetimi vb. ile ilgili neredeyse hiçbir güvenlik önlemi yoktur. Çoğu durumda, LAN sunucusunda saklanan ve işlenen bilgilere sağlanan koruma, bilgi bilgisayara gönderildiğinde eşlik etmez.

FSB'deki LAN güvenlik politikası LAN'ı yönetmenin ve sürdürmenin önemini vurgulamalıdır. LAN yönetimi gerekli paraya, zamana ve kaynaklara sahip olmalıdır. Zayıf ağ yönetimi güvenlik hatalarına yol açabilir. Bu durum şu sorunlara yol açabilir: zayıf güvenlik yapılandırması, güvenlik önlemlerinin dikkatsiz uygulanması ve hatta gerekli güvenlik mekanizmalarının kullanılmaması.

Kullanıcının LAN güvenliği konusundaki farkındalığının olmaması da riski artırır. Koruma mekanizmalarına, koruma önlemlerine vb. aşina olmayan kullanıcılar. bunları yanlış kullanabilir ve muhtemelen daha az güvenli hale getirebilir. Koruma mekanizmalarının ve önlemlerinin uygulanmasının yanı sıra LAN ortamında bir PC kullanma kurallarına uyma sorumluluğu genellikle PC kullanıcılarına aittir. Kullanıcılara, LAN ortamında kabul edilebilir bir güvenlik düzeyi sağlamak için gereken uygun talimat ve tavsiyeler verilmelidir.

Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı

Devlet eğitim kurumu

Daha yüksek mesleki eğitim

“N.F.'nin adını taşıyan Khakass Devlet Üniversitesi. Katanov"

Bilişim ve Telematik Enstitüsü

Bilişim ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

SOYUT

Bilgisayar ağları

"Algoritmik kültürün temelleri" disiplininde

Tamamlayan: 1. sınıf öğrencisi

Uzmanlık Alanları "Uygulamalı Bilişim"

(ekonomide)

HTE, grup 20

Vorontsov E.E.

Kontrol:

Abakan, 2010

Giriş……………………………………………………………………………3

Başlayın…………………………………………………………………………4

Bilgisayar ağları kavramı……………………………………………….5

2.1 Bilgisayar ağlarının sınıflandırılması………………………………………….7

Yerel bilgisayar ağı kavramı…………………………………...11

3.1 Yerel bilgisayar ağlarının sınıflandırılması…………………………… 11

3.2 Yerel bilgisayar ağlarının yapısı………………………………….13

3.2.1 Tek düğümlü ağlar………………………………………………………….13

3.2.2 Kablolu iletişim hatlarına sahip ağlar……………………………………………13

3.2.3 Radyo kanalı ağları……………………………………………………...14

3.2.4 Halka ağları…………………………………………………………….15

3.2.5 Omurga ağları…………………………………………………………….16

Ana hat monokanalları…………………………………………………………………16

Ana çoklu kanallar……………………………………………………………………………………………………………17

3.2.6 Birleşik ağlar………………………………………………………18

Küresel bilgisayar ağları………………………………………...18

4.1 Küresel bilgisayar ağlarının sınıflandırılması………………………..18

4.2 Karasal çok düğümlü ağlar…………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………….

4.2.1 Genel ağ yapısı……………………………………………………..19

4.2.2 Modem iletişiminin ilkesi……………………………………………………………………………………………20

4.3 Uydu ve birleşik ağlar………………………………………21

Sonuç………………………………………………………………………….22

Referanslar………………………………………………………………23

giriiş

Günümüzde bilgisayar ağları oldukça yaygındır. Bunun birkaç nedeni vardır:

Bilgisayarları bir ağda birleştirmek, bilgisayarların bakım maliyetini azaltarak önemli ölçüde tasarruf etmenizi sağlar (üzerine kurulu ve birkaç iş istasyonu tarafından kullanılan yazılım ürünleriyle dosya sunucusunda (ağın ana bilgisayarı) belirli bir disk alanına sahip olmak yeterlidir) );

Bilgisayar ağları, diğer bilgisayarlara mesaj göndermek için bir posta kutusu kullanmanıza olanak tanır; bu, belgeleri bir bilgisayardan diğerine mümkün olan en kısa sürede aktarmanıza olanak tanır;

Bilgisayar ağları, özel bir yazılım (yazılım) varlığında, dosyaların paylaşımını düzenlemeye yarar (örneğin, birden fazla makinedeki muhasebeciler aynı deftere ait girişleri işleyebilir).

Diğer şeylerin yanı sıra, bazı faaliyet alanlarında bilgisayar ağları olmadan yapmak imkansızdır. Bu alanlar şunları içerir: bankacılık, büyük şirketlerin depo işlemleri, kütüphanelerin elektronik arşivleri vb. Bu alanlarda, her bir iş istasyonu prensip olarak tüm bilgileri depolayamaz (esas olarak çok büyük hacmi nedeniyle). Ağ, seçilen (dosya sunucusunda kayıtlı) kullanıcıların, ağ operatörünün izin verdiği bilgilere erişmesine olanak tanır.

Bu çalışmanın amacı: Bilgisayar ağlarının incelenmesi.

Bu hedefe ulaşmak için aşağıdaki görevleri çözmek gerekir:

Konuyla ilgili literatürü bulun ve inceleyin;

"Bilgisayar ağları" terimini öğrenin;

Bilgisayar ağlarının sınıflandırılmasını incelemek;

Bu konu hakkında bir sonuca varın.

1. Başlat

Bilgisayarlar insan yaşamında çok uzun zaman önce ortaya çıkmadı, ancak neredeyse herkes geleceğin bilgisayar teknolojisine ait olduğunu kesin bir güvenle söyleyebilir.

İlk günlerinde bilgisayarlar, lambayla çalışan büyük cihazlardı ve o kadar çok yer kaplıyordu ki, onları barındırmak için birden fazla odaya ihtiyaç duyuyorlardı. Bütün bunlarla birlikte, bu tür makinelerin üretkenliği modern makinelerle karşılaştırıldığında inanılmaz derecede küçüktü.

Zaman geçtikçe. Yavaş yavaş, bilimsel düşünce ve bilim adamlarının yetenekleri o kadar gelişti ki, daha küçük ama daha verimli bilgisayarların üretimi gerçeğe dönüştü.

Kişisel bir bilgisayarın geliştirme süreci giderek artan bir hızla ilerlemektedir ve bu nedenle yakın gelecekte bilgisayarlar herhangi bir işletmenin, ofisin ve çoğu dairenin vazgeçilmez ve vazgeçilmez bir özelliği haline gelecektir.

Bilgi teknolojilerinin bu kadar yoğun bir şekilde gelişmesinin nedeni, toplumun gelişmesiyle birlikte akışları kartopu gibi büyüyen hızlı ve kaliteli bilgi işlemeye olan ihtiyacın giderek artmasıdır.

Bilgisayarlar, insan faaliyetinin ve bilimin tüm alanlarında modern dünyaya sağlam bir şekilde girmiş ve onlara çeşitli yazılımlar sağlama ihtiyacını yaratmıştır. Elbette bu, öncelikle elektronik bilgi işlem teknolojisinin gelişmesinden ve bunun hızlı gelişmesinden ve insan faaliyetinin çeşitli alanlarında uygulanmasından kaynaklanmaktadır.

Ağdaki bilgisayarların birleşimi verimliliği önemli ölçüde artırdı. Bilgisayarlar hem üretim (veya ofis) ihtiyaçları için hem de eğitim amaçlı kullanılmaktadır.

2. Bilgisayar ağları kavramı

Bilgisayar ağı, özel iletişim ekipmanı ve yazılımı kullanarak birbirleriyle etkileşime girme yeteneğine sahip bir dizi düğümden (bilgisayarlar, terminaller, çevresel aygıtlar) oluşur.

Ağların boyutları, bitişik masalarda duran birbirine bağlı bir çift bilgisayardan dünyanın dört bir yanına dağılmış milyonlarca bilgisayara kadar (bazıları uzay nesnelerinin üzerinde yer alıyor olabilir) çok büyük farklılıklar gösterir.

Ağlar farklı ağ teknolojilerini kullanır. Her teknolojinin kendine özgü ekipman türleri vardır.

Ağ ekipmanı aktif ve pasif olarak ayrılmıştır. Aktif ekipman, bilgisayar arayüz kartları, tekrarlayıcılar, hub'lardır; pasif ekipman kablolar, konektörler ve patch panellerdir. Ek olarak, yardımcı ekipmanlar - kesintisiz güç kaynakları, klima ve aksesuarlar - montaj rafları, dolaplar, çeşitli tiplerde borular bulunmaktadır. Fizik açısından aktif ekipman, sinyal üretmek için güce ihtiyaç duyan bir cihazdır, pasif ekipman ise güç gerektirmez.

Bilgisayar ağı ekipmanı, bilgi kaynağı ve / veya tüketicisi olan uç sistemlere (cihazlar) ve bilginin ağ üzerinden geçişini sağlayan ara sistemlere ayrılır.

Son sistemler arasında bilgisayarlar, terminaller, ağ yazıcıları, faks makineleri, yazarkasalar, barkod okuyucular, ses ve video iletişimleri ve diğer çevresel cihazlar bulunur.

Ara sistemler arasında hub'lar (tekrarlayıcılar, köprüler, anahtarlar), yönlendiriciler, modemler ve diğer telekomünikasyon cihazları ile bunları birbirine bağlayan kablolu veya kablosuz altyapı bulunur.

Kullanıcı için "yararlı" olan eylem, uç cihazlar arasında bilgi alışverişidir.

Aktif iletişim ekipmanı için performans kavramı iki farklı açıdan geçerlidir. Ekipman tarafından birim zaman (bit / s) başına iletilen "brüt" yapılandırılmamış bilgi miktarına ek olarak, paketlerin, çerçevelerin veya hücrelerin işlenme hızıyla da ilgilenirler. Doğal olarak, işlem hızının ölçüldüğü yapıların (paketler, çerçeveler, hücreler) boyutu da belirtilir. İdeal olarak, iletişim ekipmanının performansı, tüm arayüzlere (portlara) düşen bilgileri tam hızda (kablo hızı) işleyebilecek kadar yüksek olmalıdır.

Bilgi alışverişini organize etmek için farklı ağ cihazları üzerinden dağıtılan bir dizi yazılım ve donanım geliştirilmelidir. Başlangıçta, ağ oluşturma araçlarının geliştiricileri ve satıcıları, kendi protokollerini, programlarını ve ekipmanlarını kullanarak tüm sorunları çözerek kendi yollarına gitmeye çalıştılar. Bununla birlikte, farklı satıcıların çözümlerinin birbirleriyle uyumsuz olduğu ortaya çıktı ve bu durum, çeşitli nedenlerle satıcılardan yalnızca birinin sağladığı özelliklerden memnun olmayan kullanıcılar için birçok sıkıntıya neden oldu. Teknolojinin gelişmesi ve sağlanan hizmet yelpazesinin genişlemesiyle birlikte, ağ görevlerini ayrıştırmaya - bunları aralarındaki etkileşim kurallarını tanımlayarak birbiriyle ilişkili birkaç alt göreve ayırmaya - ihtiyaç vardır. Görevin parçalanması ve protokollerin standartlaştırılması, çok sayıda tarafın bu sorunu çözmesine olanak tanır - yazılım ve donanım geliştiricileri, yardımcı ve iletişim ekipmanı üreticileri, ilerlemenin tüm bu meyvelerini son kullanıcıya getirir.

Açık teknolojilerin kullanılması ve genel kabul görmüş standartlara bağlılık, Babil kargaşasının etkisini ortadan kaldırır. Elbette, bir yorumda standart, geliştirmenin önünde bir fren haline gelir, ancak birisi bir atılım yapar ve onun yeni tescilli teknolojisi sonunda yeni bir standart haline gelir.

2.1 Bilgisayar ağlarının sınıflandırılması

Bilgisayar ağlarının tamamı çeşitli kriterlere göre sınıflandırılabilir:

1) ağı organize etme yöntemi;

2) bölgesel yaygınlık;

3) departman bağlantısı;

4) bilgi aktarım hızı;

5) iletim ortamının türü;

6) topoloji;

7) bilgisayar etkileşiminin organizasyonu.

Ağları düzenleme yöntemine göre gerçek ve yapay olarak ayrılırlar.

Yapay bilgisayar ağları (sözde ağlar), bilgisayarların seri veya paralel bağlantı noktaları aracılığıyla birbirine bağlanmasını sağlar ve ek cihazlar gerektirmez. Bazen böyle bir ağdaki iletişime boş modem iletişimi denir (modem kullanılmaz). Bağlantının kendisine boş modem denir. Yapay ağlar, bilgilerin bir bilgisayardan diğerine aktarılması gerektiğinde kullanılır. MS-DOS ve Windows, boş modem bağlantısını uygulamak için özel programlarla sağlanır. Bu bilgisayar ağlarının temel dezavantajı, düşük veri aktarım hızı ve yalnızca iki bilgisayarı bağlayabilmesidir.

Gerçek bilgisayar ağları, özel anahtarlama cihazları ve fiziksel veri aktarım ortamı kullanarak bilgisayarları bağlamanıza olanak tanır. Gerçek ağların temel dezavantajı ek cihazlara duyulan ihtiyaçtır.

Bölgesel yaygınlığa göre bilgisayar ağları yerel, küresel ve bölgesel olarak ayrılır.

Yerel bilgisayar ağları, 10 metrekareyi aşmayan bir alanı kapsayan ağlardır. m.Bunlar kapalı tipte ağlardır, bunlara erişime yalnızca böyle bir ağda çalışmanın mesleki faaliyetleriyle doğrudan ilgili olduğu sınırlı bir kullanıcı çevresi için izin verilir.

Bölgesel bilgisayar ağları, bir şehrin veya bölgenin topraklarında bulunan ağlardır.

Küresel bilgisayar ağları, bir eyaletin veya bir grup eyaletin topraklarında bulunan ağlardır. Örneğin, World Wide Web. Açıktırlar ve herhangi bir kullanıcıya hizmet etmeye odaklanmışlardır.

"Kurumsal ağ" terimi literatürde her biri farklı teknik, yazılım ve bilgi ilkeleri üzerine kurulabilen çeşitli ağların birleşimini ifade etmek için de kullanılmaktadır.

Departman bağlılığına göre, departman ve eyalet ağları ayırt edilir.

Departman bilgisayar ağları bir kuruluşa aittir ve onun topraklarında bulunur.

Devlet bilgisayar ağları - devlet yapılarında kullanılan ağlar.

Bilgi aktarım hızına göre bilgisayar ağları düşük, orta ve yüksek hızlı olarak ayrılır.

Düşük hızlı bilgisayar ağları, bilgi aktarım hızı 10 Mbps'ye kadar olan ağlardır.

Orta hızlı bilgisayar ağları, bilgi aktarım hızı 100 Mbps'ye kadar olan ağlardır.

Yüksek hızlı bilgisayar ağları, bilgi aktarım hızı 100 Mbps'nin üzerinde olan ağlardır.

İletim ortamının türüne göre, bilgisayar ağları kablolu-koaksiyel, bükümlü çift, fiber optik, kablosuz (kızılötesi aralıkta radyo kanalları aracılığıyla bilgi aktarımı ile) olarak ayrılır.

Bilgisayar ağları topolojisine göre, terminal düğümlü bilgisayar ağlarına, ara düğümlü bilgisayar ağlarına ve bitişik düğümlü bilgisayar ağlarına ayrılırlar.

Terminal düğümlü bilgisayar ağları, düğümün yalnızca bir dalın sonunda yer aldığı ağlardır.

Ara düğümü olan bilgisayar ağları, düğümün birden fazla dalın uçlarında yer aldığı ağlardır.

Bitişik düğüm bilgisayar ağları, düğümleri başka düğüm içermeyen en az bir yolla bağlanan ağlardır.

Ağ düğümü bir bilgisayar veya ağ anahtarlama cihazıdır. Bir ağın dalı, iki bitişik düğümü birbirine bağlayan bir yoldur.

Bilgisayarların etkileşimini organize etme açısından ağlar eşler arası ve hiyerarşik olarak ikiye ayrılır.

Eşler arası ağdaki tüm bilgisayarlar eşittir. Herhangi bir ağ kullanıcısı, herhangi bir bilgisayarda depolanan verilere erişebilir.

Eşler arası ağlar, Windows "3.11, Novell Netware Lite gibi işletim sistemleri kullanılarak organize edilebilir. Bu programlar hem DOS hem de Windows ile çalışır. Eşler arası ağlar ayrıca tüm modern 32 bit işletim sistemlerine dayalı olarak da organize edilebilir. ve diğerleri.

Eşler arası ağların avantajları:

1. Kurulumu ve çalıştırılması en kolay olanıdır.

2. DOS ve Windows işletim sistemleri, eşler arası ağ oluşturmak için gerekli tüm işlevlere sahiptir.

Dezavantaj: Eşler arası ağ koşullarında bilgi güvenliği sorunlarını çözmek zordur. Bu nedenle az sayıda bilgisayarın bulunduğu ağlar için bu ağ oluşturma yöntemi kullanılır.

Hiyerarşik bir ağda, ağ kurulduğunda, ağ iletişimini ve kaynak tahsisini yönetmek için bir veya daha fazla bilgisayar önceden tahsis edilir. Böyle bir bilgisayara sunucu denir. Sunucu hizmetlerine erişimi olan herhangi bir bilgisayara ağ istemcisi veya iş istasyonu denir.

Hiyerarşik ağlardaki bir sunucu, paylaşılan kaynakların kalıcı bir deposudur. Sunucunun kendisi yalnızca hiyerarşide daha üst düzeydeki bir sunucunun istemcisi olabilir. Bu nedenle hiyerarşik ağlara bazen özel sunucu ağları da denir. Sunucular genellikle paralel çalışan birden fazla işlemciye sahip, yüksek kapasiteli sabit disklere sahip, yüksek hızlı ağ kartına (100 Mbps veya daha fazla) sahip yüksek performanslı bilgisayarlardır.

Hiyerarşik ağ modeli, en istikrarlı ağ yapısının oluşturulmasına ve kaynakların daha rasyonel bir şekilde tahsis edilmesine olanak sağladığından en çok tercih edilen modeldir. Ayrıca hiyerarşik bir ağın avantajı, daha yüksek düzeyde veri korumasıdır.

Eşler arası ağlarla karşılaştırıldığında hiyerarşik bir ağın dezavantajları şunları içerir:

1. sunucu için ek bir işletim sistemi ihtiyacı.

2. Ağ kurulumunun ve yükseltmesinin daha karmaşık olması.

3. ayrı bir bilgisayarın sunucu olarak tahsis edilmesi ihtiyacı

İki sunucu teknolojisi vardır: dosya sunucusu teknolojisi ve istemci-sunucu mimarisi.

İlk model, çoğu programı ve veriyi depolayan bir dosya sunucusu kullanır. Kullanıcının isteği üzerine gerekli program ve veriler kendisine gönderilir. Bilgi işleme iş istasyonunda gerçekleştirilir.

İstemci-sunucu mimarisine sahip sistemlerde istemci uygulaması ile sunucu uygulaması arasında veri alışverişi yapılır. Veriler, kaynaklara ve verilere erişimi de kontrol eden güçlü bir sunucuda depolanır ve işlenir. İş istasyonu yalnızca sorgunun sonuçlarını alır. Bilgi işleme uygulamalarının geliştiricileri genellikle bu teknolojiyi kullanır.

3. Yerel bilgisayar ağı kavramı

Yerel alan ağı, kablolarla birbirine bağlanan bir dizi bilgisayar, çevre birimi aygıtı (yazıcı vb.) ve anahtarlama aygıtından oluşur. Yerel ağlar kurumsal (firmaların ofis ağları, organizasyonel yönetim ağları ve terminoloji açısından farklı olan ancak ideolojik özleri bakımından neredeyse aynı olan diğer ağlar) ve işletmelerdeki teknolojik süreçleri yönetmeye yönelik ağlara bölünmüştür.

Yerel ağlar, ağ bileşenleri arasındaki mesafelerin kural olarak nispeten küçük olması ve birkaç kilometreyi aşmaması ile karakterize edilir. Yerel ağlar, PC'lerin ağdaki rolü ve önemi, yapısı, ağa kullanıcı erişim yöntemleri, ağ bileşenleri arasında veri aktarım yöntemleri vb. açısından farklılık gösterir. Piyasada sunulan ağların her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Ağ seçimi, bağlı kullanıcıların sayısına, önceliklerine, gerekli hız ve veri aktarım aralığına, gerekli bant genişliğine, ağın güvenilirliğine ve maliyetine göre belirlenir.

3.1 Yerel bilgisayar ağlarının sınıflandırılması

Yerel bilgisayar ağları aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılabilir:

1. kişisel bilgisayarın ağdaki rolüne göre:

Sunuculu ağlar;

Eşler arası (eşler arası) ağlar.

2. Ağın yapısına (topolojisine) göre:

Tek düğüm ("yıldız");

Ring Ring");

Gövde ("lastik");

Kombine.

3. Kullanıcının ağ kaynaklarına ve abonelerine erişim yöntemine göre:

Devre anahtarlama ("yıldız") ilkesine göre abonelerin belirtilen adreslerine kullanıcı bağlantısı olan ağlar;

Merkezi (yazılım) bağlantı yönetimine sahip ağlar

ağdaki kullanıcılar ("zil" ve "otobüs");

Rastgele bir kullanıcı hizmeti ("veri yolu") disiplinine sahip ağlar.

4. bilgi aktarımı için iletişim ortamının türüne göre:

Mevcut ofis telefon ağlarını kullanan ağlar;

Özel olarak döşenen kablolu iletişim hatları üzerindeki ağlar;

Kablo hatlarını ve radyo kanallarını birleştiren birleşik ağlar.

5. Kullanıcı hizmeti disiplinine göre (kullanıcının ağa erişim yöntemi):

Kullanıcılar ağa eriştiğinde NCC tarafından belirlenen öncelik

kendilerine verilen önceliklere uygun olarak (kalıcı veya değişen);

Tüm ağ kullanıcılarının ağa eşit erişim haklarına sahip olduğu, öncelikli olmayan durum.

6. Verilerin ağ bileşenlerine yerleştirilmesi hakkında:

Merkezi bir veri bankası ile;

Dağıtılmış bir veri bankası ile;

Kombine bir veri yerleştirme sistemi ile.

3.2 Yerel bilgisayar ağlarının yapısı

3.2.1 Tek düğümlü ağlar

Yerel ağlarda çoğunlukla tek düğümlü (yıldız şeklinde) ağlar kullanılır. İletişim aracı olarak kuruluşların, işletmelerin, firmaların vb. telefon hatları ve otomatik telefon santralleri, özel olarak döşenmiş kablo hatları ve radyo ile sinyal iletim kanalları kullanılabilir.

3.2.2 Kablolu ağlar

Ağ erişim yöntemi, bir aboneyi bir iletişim düğümündeki (CC) devre anahtarlamalı ağ adıyla aramaktır. Kanal değiştirme yöntemi, mesaj iletimi süresince abonelerin BİDB üzerinden bağlanmasını sağlar. Aynı zamanda yönetim şirketi abone ağına öncelikli erişimi organize edebilir.

Bu tür ağın avantajları şunlardır:

Ağ kullanıcılarını bağlamanın basitliği ve düşük maliyeti;

Ağ yönetimi kolaylığı;

Ağı durdurmadan aboneleri bağlama ve bağlantılarını kesme yeteneği;

Ayrıca dezavantajları da vardır:

Mesaj aktarım hızı abone sayısına, mesaj alma ve iletme yoğunluğuna ve MC'nin teknik yeteneklerine bağlıdır;

Ağın güvenilirliği MC'nin güvenilirliği ile belirlenir;

Büyük toplam uzunluk ve fiziksel sinyal iletimi ortamının kullanımının düşük verimliliği;

Kontrol sistemlerinin güvenilirliğini arttırmak amacıyla çalışma ve yedekleme modüllerini sağlayan modüler prensibe göre inşa edilmiştir. Teşhis sistemi, çalışma modülünün işleyişini değerlendirir ve gerekirse ağı yedekleme modülüyle çalışacak şekilde değiştirir.

Tek düğümlü ağa örnek olarak Arcnet (ABD) verilebilir. Ağ uluslararası bir standart statüsüne sahip olmasa da küçük ofis ağları oluşturmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ağda 8 kanallı bir İngiltere kanalı bulunmaktadır. Yeni MC'ler bağlanarak abone sayısı artırılabilir.

3.2.3 Radyo kanalı ağları

Ağın yapısı tek düğümlü ağa benzer, yalnızca ağdaki mesajlar kablolu iletişim hatları üzerinden değil, radyo bağlantıları aracılığıyla iletilir. Bunu yapmak için her bilgisayarda bir abone radyo istasyonu (ARS) bulunur. Abone radyo istasyonları merkezi bir radyo istasyonu (CRS) aracılığıyla birbirine bağlanır.

Ağ erişim yöntemleri rastgeledir. En basiti ALOHA yöntemidir - abone, ağda başka mesajlar olup olmadığına bakılmaksızın kanalı yakalar ve bir mesaj yayınlar. Bu, ağdaki mesajların çarpışmasına ve bunların karşılıklı bozulmasına yol açabilir. Bozuk mesajlar rastgele aralıklarla yeniden iletilir. Mesajlar çarpıştığında, her iki mesajın iletim süresinin toplamına eşit olan ağın aktif süresi kaybolur.

Çarpışma olasılığını azaltmak için bu yöntemde değişiklikler uygulanır: Taşıyıcı Algılama Erişimi (CSMA) ve Çarpışma Algılamayla Taşıyıcı Algılama Erişimi (CSMA/CD). Mevcut olmayan kontrole sahip erişim, abonenin ağı "dinlemesi" ve mesajı yalnızca ücretsiz ağa iletmesidir. İki veya daha fazla abonenin aynı anda iletim başlatması durumunda çarpışmalar mümkündür. Bozuk mesajlar yeniden iletilir.

Çarpışma tespiti ile taşıyıcı algılamalı erişimde, abone ağı "dinler", serbest bırakılan ağa bir mesaj gönderir ve mesaj çakışmalarının olasılığını izler. Abonelerin aynı anda iletim yapmaya başlaması durumunda çarpışan mesajlar, bozuk mesajların iletilmesiyle zaman kaybetmeden anında imha edilir. CSMA ve GSMA/CD yöntemleri, ALOHA yöntemine göre daha yüksek ağ yüklerinde kullanılır.

Rastgele erişim yöntemleri her bilgisayarın EMOS'u aracılığıyla uygulanır, dolayısıyla NCC yazılımı tarafından uygulanan merkezi erişim yöntemlerinden daha güvenilirdirler.

Ağ avantajları:

Hareket halindeki abonelerle iletişim kurabilme;

Ağı durdurmadan aboneleri bağlama ve bağlantılarını kesme yeteneği.

Kusurlar:

Tüm aboneleri dinleme yeteneği;

Endüstriyel ve atmosferik girişimin etkisi;

Binaların ve binaların yapıları nedeniyle "ölü bölgelerin" varlığı.

Radyo kanalı ağları artık mevcut abonelerle iletişime ihtiyaç duyulan yerlerde giderek daha yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

3.2.4 Halka ağları

Ağ iletişim araçları, bilgisayarları, erişim birimlerini ve sürücüleri birbirine bağlayan bir halka formunda fiziksel bir sinyal iletim ortamı içerir.

Erişim bloğu, bir bilgisayarı fiziksel bir ortama bağlamak için kullanılan teknik bir cihazdır. Erişim blokları iki gruba ayrılır: sinyal iletiminin fiziksel ortamının bütünlüğünü bozmadan erişim ve erişim bloğunu kullanarak fiziksel ortamı kırıp geri yükleyerek erişim. Örneğin fiziksel ortamı bozmadan kablolu iletişim hatlarına erişebilirsiniz, ancak fiber optik hatlara erişim ancak sinyal iletim ortamındaki bir kesinti ile mümkündür. Abonenin gönderdiği mesaj erişim bloğu aracılığıyla fiziksel ortama girer ve halka etrafında hareket eder. Tekrarlayıcı, mesajı abonenin adresini belirlemek ve abone tarafından almak için gereken süre kadar geciktirir, mesajın zayıflamış ve bozulmuş elektrik sinyallerini eski haline getirir. Fiziksel ortamın iki bitişik tekrarlayıcı arasındaki bölümüne segment adı verilir.

Ağ avantajları:

Noktadan noktaya iletişim hattının uygulama kolaylığı (aynı anda yalnızca iki nokta bağlanır - iki abone), fiziksel ortam gereksinimlerini azaltır;

Mesaj alındı ​​onayının organize edilmesinde kolaylık;

Fiziksel ortamın küçük toplam uzunluğu;

Kusurlar:

Düşük güvenilirlik, çünkü fiziksel gücün bir bölümünün veya tekrarlayıcının arızalanması tüm ağın durumuna yol açar;

Ağı durdurmadan aboneleri bağlamanın ve bağlantısını kesmenin imkansızlığı;

Maksimum mesaj iletim gecikmesi abone sayısına bağlıdır;

Ağın güvenilirliğini ve verimini artırmak için çift halka kullanılır. Halkalardaki mesajlar farklı yönlere doğru ilerler. Bir zil sesinin ihlal edilmesi durumunda yalnızca ağ bant genişliği azalır. Her iki halkanın da ihlali durumunda, ihlale en yakın olan, otomatik olarak tek halkadaki bilgi dolaşımını yeniden sağlar.

Halka ağı örneği: Token Ring Ağı (IBM Zürih). Ağ dünya standardı statüsünde olup uzunluğu 2 km'ye ulaşmakta ve 256 aboneye kadar hizmet vermektedir.

3.2.5 Omurga ağları

3.2.5.1 Ana mono kanallar

Tüm aboneler bir omurga (veri yolu) olan tek bir fiziksel ortama bağlıdır. Kullanıcı tarafından gönderilen mesaj, veri bloğu aracılığıyla tüm ağ abonelerine gönderilir.

Ağ avantajları:

Abone arızası ağ çalışmasını etkilemediğinden halka ağlardan daha yüksek güvenilirlik;

Abonelerin fiziksel ortama zarar vermeden bağlanması durumunda ağı durdurmadan aboneleri bağlayabilme ve bağlantılarını kesebilme;

Fiziksel ortamın en küçük uzunluğu.

Güvenilirliği ve verimi artırmak için çift tek kanallar kullanılır.

Omurga tek kanallı yapıya bir örnek, Intel, DEC ve Xerox'un endüstri standardı olan Ethernet ağıdır. Ağ uluslararası standardın temelini oluşturur, ağ uzunluğu 10 km'ye kadar olan 1000 aboneye kadar hizmet verir, ağa erişim CSMA / CD protokolleri kullanılarak gerçekleştirilir.

3.2.5.2 Ana çoklu kanallar

Çoklu kanal, aynı fiziksel ortamda çalışan ve çeşitli ağları çeşitli amaçlarla organize etmek için tasarlanmış bir grup iletişim aracıdır. Bunu yapmak için geniş bantlı koaksiyel veya fiber optik kablo gibi geniş bantlı bir fiziksel ortam kullanılır.

Ağ avantajları:

Çeşitli bilgilerin büyük akışlarını aktarmanıza olanak tanıyan yüksek bant genişliği;

Tek bir fiziksel ortamda (örneğin, büyük finansal kurumlarda, bilgi kuruluşlarında ve çeşitlendirilmiş firmalarda) çeşitli amaçlar için çeşitli ağlar düzenleme olasılığı.

Ağ Dezavantajları:

Operasyonun karmaşıklığı;

Yüksek ekipman maliyeti.

Ana çoklu kanallar özel siparişlere göre geliştirilip üretilmektedir.

3.2.6 Birleşik ağlar

Bu ağ yapılarının her birinin belirli avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Farklı topolojileri birleştirerek (yapılandırarak) bazı eksikliklerin üstesinden gelmek ve ağların verimliliğini artırmak mümkündür.

Ağların avantajları:

Aboneleri ve ağ kaynaklarını kolayca artırma yeteneği;

Ağ yapısının konfigürasyonunun değiştirilmesi;

Artan ağ güvenilirliği;

Yaşam döngüsünün uzatılması.

Bu tür sistemlerin dezavantajı, ek teknik ve yazılım ağı ekipmanı nedeniyle yüksek maliyetleridir.

4. Küresel bilgisayar ağları

4.1 Küresel bilgisayar ağlarının sınıflandırılması

Küresel bilgisayar ağları aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılabilir:

1. iletişim araçlarının türüne göre:

Karasal çok düğümlü ağlar

Uydu radyo ağları

Birleşik ağlar

2. mesaj değiştirme yöntemine göre

Devre anahtarlama

Mesaj değiştirme

Paket değiştirme

Uyarlanabilir anahtarlama

3. Mesaj iletim yolunun seçimine göre:

Sabit yollar

Yönlendirilmiş Yol Seçimi

rastgele yollar

Çığ yöntemi

4.2. Karasal çok düğümlü ağlar

4.2.1. Genel ağ yapısı

Kişisel bilgisayarlardan süper bilgisayarlara kadar tüm bilgisayar sınıfları ağda çalışan bilgisayarlar olabilir. Ayrı terminaller (T) de kullanılır. Aboneler, bağlantı noktalarında (TP) telefon ve telgraf iletişim kanalları aracılığıyla ağa bağlanır. Ağ kaynaklarına kullanıcı erişimi, anahtarlama düğümleri aracılığıyla gerçekleştirilir. Her anahtarlama düğümü (SC), genellikle düğüme en yakın konumda bulunan belirli sayıda kullanıcıya hizmet verir. MC mimarisi, özel ağ yazılımı ve iletişim ekipmanlarına sahip bilgisayarlardan oluşur. MC'lere bakım yapılabilir ve gözetimsiz olabilir, yani otomatik modda çalışabilir. CC'ler önemli ağ işlevlerini yerine getirir: abonelerin ağ adreslerinin analizi ve oluşturulması, mesaj kodlama, bilgi aktarımı sürecinde ortaya çıkan hataların kontrolü ve düzeltilmesi, mesaj akışının yönetimi, belirli bir durum için en uygun mesaj aktarım yolunun seçimi vb. CC'lerden biri ağ geçidi veya köprü görevi görür.

Bir ağ kontrol merkezi (NCC), ağ yöneticisinin çalıştığı CC'lerden biriyle birleştirilir. NCC, kural olarak, özel yazılıma sahip ağdaki en güçlü bilgisayarı içerir.

İngiltere arasında, kural olarak, yüksek hızlı ana veri aktarım kanalları (MSKPD), koaksiyel, çok çekirdekli ve fiber optik kablolar temelinde döşenir. En uç durumda, ortalama veri aktarım hızına sahip telefon hatları kullanılır.

Çok düğümlü bir ağın avantajları:

Daha önce uygulanan iletişim kanallarını kullanmak mümkündür

Ağın farklı kısımlarında farklı fiziksel araçların ve veri hızlarının kullanılması kabul edilebilir

Çeşitli anahtarlama yöntemlerini kullanma ve mesaj iletim yollarını seçme imkanı

Çok düğümlü ağın dezavantajları:

Ulaşılması zor yerlere döşeme zorluğu

Hareket eden abonelerle iletişim kuramama

4.2.2. Modem iletişim prensibi

Ayrı bir ikili sinyali analog telefon hattı üzerinden bir bilgisayarın çıkışından diğerinin girişine iletmek için, sinyalin standart bir telefon hattı sinyalleşmesi biçimine dönüştürülmesi gerekir. Böyle bir dönüşüme modülasyon, dönüşümü gerçekleştiren cihaza da modülatör denir. Bilgisayarın (mesajın alıcısı) girişinde, demodülasyon adı verilen ters bir dönüşüm yapılmalı ve cihaz bir demodülatör olmalıdır. Bilgisayar bir mesaj gönderip aldığından, modülatör ve demodülatör, modem adı verilen tek bir cihazda birleştirilir. Modemler hem ayrı bloklar hem de yerleşik bilgisayarlar şeklinde mevcuttur. Modemlerin ve iletişim hatlarının kalitesine bağlı olarak modemler üzerinden veri aktarım hızı 2400.4800.9600 bps'dir.

İki bilgisayarın bilgi alışverişinde bulunabilmesi için, bir modem ve fiziksel sinyal aktarım ortamına ek olarak, bilgisayarın çalışmasını koordine edecek ve iletişimi destekleyecek özel bir yazılıma ihtiyaç vardır. Çoğu modem, bilginin alınma hızını otomatik olarak belirler, iletişim hattının kalitesini test eder ve mesajları gürültüye karşı dayanıklı özel kodlarla kodlar.

Normal modem türü yalnızca metin bilgilerini aktarmanıza izin verir ve bu nedenle bazen telefon modemi olarak da adlandırılır. Telefon modemine ek olarak, grafik bilgileri iletebilen faks modemler de üretilmektedir: imzalı ve mühürlü iş mektupları, çizimler, eskizler, çizimler, fotoğraflar. Kullanıcının ağ üzerinde çok yönlü çalışması için bilgisayara bir tarayıcının bağlanması gerekir.

4.3 Uydu ve birleşik ağlar

Uzay iletişim uydularının kullanılması, küresel radyo ağlarının oluşturulması olasılığını doğurmuştur. İletişim araçları, iletişim uydularını (SS), yer radyo istasyonlarını (PC) ve bir bilgisayar ile yer radyo istasyonları arasındaki kablolu iletişim kanallarını içerir.

Uydu ağlarının avantajları:

Farklı frekansları kullanarak paralel çalışan ve birbirine müdahale etmeyen birkaç ağ düzenleyebilirsiniz.

Hareket halindeki abonelerle iletişim kurmak kolay

Ulaşılması zor yerlere iletişim kanalları döşemek nispeten ucuzdur

Dezavantajı: uydu iletişimini uygulamanın yüksek maliyeti.

Şu anda, küresel ağlar arasında, karasal CC'ler aracılığıyla veri aktarımının, CC'lerle abone radyo iletişimleri ve gerekirse uydu iletişimleri ile desteklendiği birleşik ağlar daha yaygın hale geliyor.

Çözüm

Bütün bunlardan sonra bir sonuca vardığımızda bilgisayar ağlarının günlük yaşamımızda, üretim faaliyetlerimizde ve diğer alanlarda özel bir yer tuttuğunu anlıyoruz. Bilgisayarları bir ağa bağlamak, insanların ihtiyaç duydukları bilgileri diğer bilgisayarların kaynaklarını kullanarak bulmalarına, odalarından çıkmadan birbirleriyle iletişim kurmalarına, uzak mesafelerdeki insanlarla iletişim kurmalarına olanak tanır. Ayrıca bilgisayar ağları, bilgilerin milyonlarca kilometreye hızlı aktarımını sağlar ve bu da herhangi bir işletmenin çalışmasını hızlandırmanıza olanak tanır.

Bu makalede bilgisayar ağları kavramı, sınıflandırılması, yerel ve küresel ağ kavramı gibi önemli konular ele alınmıştır. Şu anda en popüler bilgi teknolojilerinin karşılaştırmalı özellikleri, avantajları ve dezavantajları da gösterildi: yerel bir bilgisayar ağı ve küresel bir bilgisayar ağı. Onlar şu anda hayatımızın temelidir. Bilgisayar ağları işgücü verimliliğini önemli ölçüde artırmayı mümkün kıldığından, bir fabrika, tesis veya herhangi bir özel firma gibi tek bir işletme, ağa bağlı bilgisayarlar olmadan işini yapamaz.

Daha birçok etkili ve kullanışlı teknoloji var ve sayıları her geçen gün artıyor. Bu nedenle modern yaşamın ritmine ayak uydurabilmek için kişisel bilgisayarın en son teknik araçlarından, sistem yazılımlarından ve uygulamalı bilgisayar teknolojilerinden sürekli haberdar olmanız gerekir.

Bilgisayar donanımı (sunucu). Çok daha fazlası için. 5. Yerelin atanması bilgisayar ağlar Yerel bilgisayar açık bazılarının birliğidir...

Bir bilgisayar ağının verimliliğini açıklayan nicelikler:

1. Parametreler (birincil):

Yapısal;

işlevsel;

yük;

2. özellikler (ikincil):

kalite;

Nicel.

Ağ parametreleri - ağın yapısal ve işlevsel organizasyonunu ve dış çevreyle etkileşimini tanımlayan niceliklerdir.

Ağ özellikleri - verimliliğini tanımlar ve parametrelere bağlıdır. Operasyon sırasında ölçümlerle ve sistem analizi problemlerini çözme sürecinde parametrelerin bir fonksiyonu olarak belirlenirler.

Yapısal parametreler - ağın bileşimini ve yapısını belirler: ağı oluşturan düğümlerin sayısı ve bunların ilişkileri (ağ topolojisi); düğüm türleri, ekipmanın bileşimi ve miktarı; cihazların teknik parametreleri; kanal bant genişliği vb.

İşlevsel parametreler - bir bilgisayarda veri aktarımını yönetme stratejisini tanımlar ağlar ve veri işleme stratejisi düğümler. Parametre örnekleri: anahtarlama yöntemi, iletişim kanalı erişim yöntemi, ağda veri iletimi için rota seçim algoritması, uygulanan görevlerin ağ düğümleri arasında dağıtımı, görev öncelikleri vb.

Yük parametreleri - ağın dış ortamdaki etkileşimini açıklayın. Örnek: veri akışı türlerinin sayısı (ses, video, veri vb.), mesajların yoğunluğu (paketler veya çerçeveler), ağ üzerinden iletilen veri bloklarının boyutu, uygulanan görevlerin kaynak yoğunluğu.

Niteliksel özellikler:

1. Operasyonel Yetenekler ağlar (hizmetlerin listesi, veri iletimi ve işleme hizmetleri);

2. ölçeklenebilirlik- ağın, sistem performansındaki artışın kaynaklardaki artışa oranıyla ölçülebilen, arttığında performansını doğrusal olarak artırma yeteneği (1'e yaklaştıkça ölçeklenebilirlik artar);

3. yönetilebilirlik - ağda ortaya çıkan sorunları tanımlama ve çözmenin yanı sıra ağın gelişimini ve modernizasyonunu planlamak için yönetme yeteneği;

4. esneklik- Ekipman arızası veya yeni cihazların eklenmesi sonucunda bileşimi ve konfigürasyonu değiştiğinde ağın işleyişinin kalitesinin korunması.

Kantitatif özellikler:

Bilgisayar ağı performansı- ağ tarafından birim zaman başına gerçekleştirilen iş miktarını belirleyen ağın gücünün bir ölçüsü. Bölü SPD performansı- birim zaman başına ağ üzerinden iletilen mesajların (paketler, çerçeveler, bitler) sayısıyla ölçülür ve veri işleme performansı- veri işleme tesislerinin toplam performansını temsil eder.

Verimlilik özellikleri- Ağdaki verilerin iletilmesi ve işlenmesi sırasında meydana gelen gecikmeleri açıklar. Bölü Teslimat süresi mesajlar ve Tepki Süresi.

Güvenilirlik özellikleri:

Ağın hatasız çalışma olasılığı;

Başarısızlık oranı;

Arızalar arasındaki süre - iki bitişik arıza arasındaki zaman aralığı;

iyileşme süresi;

Kullanılabilirlik oranı - ağın çalışır durumda olduğu sürenin oranı.

Ağın maliyet özellikleri:

- toplam sahip olma maliyeti(ТСО - toplam sahip olma maliyeti) - ağ yaşam döngüsünün tüm aşamalarında hesaplanan ve donanım, bilgi ve yazılım maliyeti (doğrudan maliyetler) ve ağ işletme maliyetleri (dolaylı maliyetler) dahil olmak üzere maliyetler.

Ağda veri iletimi ve veri işlemenin fiyatı, veri iletimi ve işlenmesi sırasında ağda kullanılan kaynakların hacmi ve maliyetine göre belirlenir.