|
Реферат: Компьютерные сети (Программирование)
Реферат на тему: «Компьютерные сети»
Содержание:
1. Введение
2. Причины использования компьютерных сетей
3. Виды компьютерных сетей
4. Способы организации компьютерных сетей
5. Обзор сетевых операционных систем
6. Удаленный доступ и удаленное управление сервером
7. Использование сетевого принтера
8. Обзор сетевых протоколов
9. Internet: преимущества и недостатки
10. Заключение
11. Список литературы
Компьютеры появились в жизни человека не так уж давно, но почти любой
человек может с твердой уверенностью сказать, что будущее - за
компьютерными технологиями.
На заре своего появления компьютеры представляли собой громоздкие
устройства, работающие на лампах и занимающие настолько много места, что
для их размещения требовалась не одна комната. При всем этом
производительность таких машин, по сравнению с современными, была
невероятно мала.
Время шло. Постепенно научная мысль и возможности ученых развились
настолько, что производство меньших по размеру, но более производительных
компьютеров стало реальностью.
Процесс развития персонального компьютера движется с постоянно
увеличивающимся ускорением, в связи с чем в ближайшем будущем компьютеры
станут обязательным и незаменимым атрибутом любого предприятия, офиса и
большинства квартир.
Причиной столь интенсивного развития информационных технологий является
все возрастающая потребность в быстрой и качественной обработки информации,
потоки которой с развитием общества растут как снежный ком.
Одной из наиболее перспективных на данный момент областей исследования
является разработка так называемых нейрокомпьютеров, основанных на
молекулах ДНК определенного вида водорослей, и способных хранить громадные
объёмы информации относительно современного ПК при минимальных размерах
самих носителей информации.
Большой успех в последнее время получили так называемые виртуальные
технологии, которые позволяют с большой точностью моделировать физические
явления, процессы, предметы, а так же их взаимодействие в совокупности.
Такие технологии используются в различных областях деятельности человека.
Компьютеры уже прочно вошли в современный мир, во все сферы человеческой
деятельности и науки, тем самым создавая необходимость в обеспечении их
различным программным обеспечением. Конечно, в первую очередь это связано с
развитием электронной вычислительной техники и с её быстрым
совершенствованием и внедрением в различные сферы человеческой
деятельности.
Объединение компьютеров в сети позволило значительно повысить
производительность труда. Компьютеры используются как для производственных
(или офисных) нужд, так и для обучения.
2. Причины использования компьютерных сетей
В настоящее время локальные вычислительные (ЛВС) получили очень широкое
распространение. Это вызвано несколькими причинами:
- объединение компьютеров в сеть позволяет значительно экономить
денежные средства за счет уменьшения затрат на содержание
компьютеров (достаточно иметь определенное дисковое пространство на
файл-сервере (главном компьютере сети) с установленными на нем
программными продуктами, используемыми несколькими рабочими
станциями);
- локальные сети позволяют использовать почтовый ящик для передачи
сообщений на другие компьютеры, что позволяет в наиболее короткий
срок передавать документы с одного компьютера на другой;
- локальные сети, при наличии специального программного обеспечения
(ПО), служат для организации совместного использования файлов (к
примеру, бухгалтеры на нескольких машинах могут обрабатывать
проводки одной и той же бухгалтерской книги).
Кроме всего прочего, в некоторых сферах деятельности просто невозможно
обойтись без ЛВС. К таким сферам относятся: банковское дело, складские
операции крупных компаний, электронные архивы библиотек и др. В этих сферах
каждая отдельно взятая рабочая станция в принципе не может хранить всей
информации (в основном, по причине слишком большого ее объема). Сеть
позволяет ИЗБРАННЫМ (зарегистрированным на файл-сервере) пользователям
получать доступ к той информации, к которой их допускает оператор сети.
3. Виды компьютерных сетей
Существует три основных вида компьютерных сетей:
- локальная вычислительная сеть (ЛВС);
- региональная вычислительная сеть (РВС);
- глобальная вычислительная сеть (Internet).
Кроме того, каждая из перечисленных сетей может быть:
- Односерверной – сеть обслуживается одним файл-сервером (ФС);
- Многосерверной – сеть обслуживается несколькими ФС;
- Распределенной - Две или более локальных сетей, соединенных
внутренним или внешним мостами (мост или межсетевое соединение
управляет процессом обмена пакетами данных из одной кабельной
системы в другую). Пользователи распределенной сети могут
использовать резервы (такие как: файлы, принтеры или дисковые
драйвы) всех соединенных локальных сетей;
- Многосерверной локальной – когда локальная сеть обслуживается более
чем одним файл-сервером;
- Многосерверной распределенной.
Также ЛВС могут быть одноранговыми (все компьютеры в сети
равноправны, т.е. нет ФС, Любая рабочая станция может получить доступ к
любой другой рабочей станции) и с централизованным управлением (выделенным
сервером).
Локальная сеть - это группа компьютеров, которые могут
связываться друг с другом, совместно использовать периферийное
оборудование (например, жесткие диски, принтеры и т.д.) и обращаться к
удаленным центральным ЭВМ или другим локальным сетям. Локальная сеть
может состоять из одного или более
файл-серверов, рабочих станций и периферийных устройств. Пользователи сети
могут совместно использовать одни и те же файлы (как файлы данных, так и
файлы программ), посылать сообщения непосредственно между рабочими
станциями и защищать файлы с помощью мощной системы защиты.
Основными видами локальных вычислительных сетей являются Ethernet и
ARCNET. Причем Ethernet может иметь несколько типов кабеля:
- тонкий кабель Ethernet – иначе называется “Thinnet”. Имеет ряд
преимуществ, таких как использование более дешевого кабеля по
сравнению с системой толстого кабеля Ethernet и использование
аппаратуры, которую проще устанавливать;
- толстый кабель Ethernet (также известная как “Thicknet”) получила
свое название благодаря используемому в ней стандартному, или
толстому кабелю Ethernet. Толстый кабель позволяет включать в
систему большее количество компьютеров и увеличивать расстояние
между компьютерами. Однако этот кабель дороже, а его установка
сложнее по сравнению с тонким кабелем Ethernet;
- витая пара Ethernet. Преимущество системы Ethernet на витой паре в
том, что кабель дешевле по сравнению с перечисленными выше
кабелями, а его установка проще.
Наравне с приведенными выше способами подключения встречается способ
Token-ring. Одним из преимуществ системы является прогнозируемость: одна
часть системы может испортиться, но все-таки не остановится. Также, система
поддерживается программным обеспечением для больших ЭВМ фирмы IBM, что
может в некоторых ситуациях принести выгоду. Слабые стороны системы в
сравнении с другими системами заключаются в дороговизне и усложненности
кабелей. К тому же, в некоторых случаях трудно вести поиск неисправностей.
Региональная сеть – это города, объединенные в сеть посредством
расположенных в них компьютерах.
К глобальной вычислительной сети следует отнести Internet. На данный
момент это единственная сеть, объединяющая целые государства. На данный
момент американскими компаниями ведутся разработки по созданию
альтернативной глобальной сети.
4. Способы организации (топологии) компьютерных сетей
Физическое расположение компонентов сети (кабели, станции, шлюзы,
разветвители и т.д.). Имеется три основных топологии: звезда, кольцо и
шина. В сетях с топологией "звезда"
рабочие станции подключаются непосредственно к файл-серверу, но не
соединены друг с другом.
В сетях с топологией "кольцо"
файл-сервер и рабочие станции соединены кабелем в кольцо;
сообщения рабочей станции могут проходить через несколько других рабочих
станций до того, как они достигнут файл-сервера. В сети с топологией "шина"
все рабочие станции и файл-сервер подключаются к центральному кабелю,
называемому шиной.
5. Обзор сетевых операционных систем
В мире существует очень большое количество сетевых операционных систем.
Среди наиболее удачных из них хотелось бы отметить Unix, Novell NetWare и
Windows NT Server. Все эти системы позволяют организовывать файл-серверы,
вести картотеку пользователей, ограничивать права клиентов файл-сервера,
выделять ресурсы рабочим станциям. Каждая из этих систем удовлетворяет
критериям надежности, отказоустойчивости и что самое главное –
безопасности.
Помимо систем, главной функцией которых является организация файл-
сервера, существуют системы, обеспечивающие работу пользователя в сети. К
числу таких операционных систем следует отнести (в хронологическом порядке)
Novell DOS, Windows for Workgroups, Windows95-98, Windows NT Workstation.
Причем последние операционные системы содержат не только утилиты,
позволяющие осуществлять доступ к локальным сетям, но и утилиты доступа к
Internet.
6. Удаленный доступ и удаленное управление сервером
Многие программные пакеты для удаленной связи реализуют удаленное
управление, а не удаленный доступ. При удаленном управлении локальный
компьютер (тот, на котором вы работаете) используется как
неинтеллектуальный терминал для взаимодействия с удаленной машиной, с
которой установлена связь. Нажатия клавиш и кнопок мыши передаются на
удаленный компьютер и управляют его пользовательским интерфейсом. Все
вычислительные операции выполняются на удаленном компьютере, а вывод
(видео) поступает обратно по низкоскоростной линии компьютеру-терминалу.
Удаленное управление кардинально отличается от удаленного доступа, при
котором локальный компьютер подключается к удаленному как клиент локальной
сети. При удаленном доступе все вычислительные операции выполняются на
локальном компьютере. Он считывает денные с удаленного компьютера и
передает их обратно.
Удаленное управление избавлено от неравномерности в работе – «быстрых» и
«медленных» периодов из-за ожидания, возникающего при удаленном доступе.
Принцип удаленного доступа (а не удаленного управления) реализован в World
Wide Web.
Службы удаленного доступа присутствуют не во всех коммуникационных
операционных системах. В тех же системах, в которых они присутствуют, они
мало чем отличаются. Поэтому Службы удаленного доступа я хотел бы
рассмотреть на примере службы Remote Access Service (RAS), входящей в
состав наиболее перспективной сетевой операционной системы Microsoft
Windows NT. Служба удаленного доступа RAS реализует эффективное соединение
с сетями по низкоскоростным телефонным линиям общего пользования. RAS
функционирует, осуществляя управление, набор номера и согласование
протоколов, необходимые для установления соединения и маршрутизации
пакетов, либо соответствующим образом направляя вызовы NetBIOS (Программа-
эмулятор, используемая для того, чтобы разрешить на рабочих станциях
запуск прикладных задач, поддерживающих вызовы в сетевой базовой системы
ввода-вывода фирмы IBM (IBM NetBIOS) через отвечающую хост-машину сети.
RAS может не только соединять клиентов сети Windows с серверами
Windows NT, но и подключать их к любому серверу, поддерживающему
последовательные протоколы SLIP или PPP, либо способному осуществлять
коммуникации по протоколам IPX, TCP/IP, NetNEUI. Практически служба RAS
поддерживает сеансы связи с любым сервером Internet, а также с большинством
хост-систем UNIX, серверами NetWare и многими другими ОС.
Нельзя не упомянуть о возможности почти всех коммуникационных
операционных систем - удаленной консоли. Удаленная консоль позволяет с
любого рабочего места выполнять административные функции на сервере. Режим
удаленной консоли позволяет решить проблему доступа к консоли сервера, если
он размещен в удаленном месте. Работая в режиме удаленной консоли, можно
выполнять следующие функции:
- ввод команд и получение изображения экрана консоли на любой рабочей
станции так, как если бы это делалось непосредственно на консоли
сервера;
- просмотр каталогов и редактирование текстовых файлов;
- копирование файлов с локального диска (той рабочей станции, на
которой запускается удаленная консоль) на диски сервера. Однако
посредством удаленной консоли нельзя передавать файлы с сервера на
локальный диск;
- завершать работу сервера и его повторный перезапуск.
7. Использование сетевого принтера
Одной из важнейших задач, решаемых сетевыми операционными системами,
является возможность коллективного использования печатающих устройств в
сети. Поскольку в каждой сетевой ОС имеется несколько путей для реализации
данной задачи, то при установке сетевого принтера необходимо абсолютно
точно сконфигурировать ПО.
Чем же отличается печать в сети от печати на автономном ПК с подключенным
принтером? На автономном ПК печатающиеся документы, графические изображения
и т.п. непосредственно выводятся на принтер через параллельный или
последовательный порт. При работе в сети все пользователи, имеющие
соответствующие права могут передавать задания на печать на предоставленный
в их распоряжение сетевой принтер. Если бы все задания на печать
передавались непосредственно на принтер, то задание пользователя В могло бы
помешать выполнению задания пользователя А. Следовательно, необходим
механизм, регулирующий процесс поступления заданий на принтер, чтобы
очередь выполнения задания пользователя В наступила лишь тогда, когда
полностью обработано задание пользователя А. Однако если процесс печати
организовать таким образом, чтобы пользователь В мог посылать задания
принтеру только тогда, когда полностью выполнено задание пользователя А, то
в этом случае пропадет смысл использования сети для решения задач в области
печати. Поэтому был выбран промежуточный механизм, который называется
«спулинг» (от английского слова spooling) – промежуточная буферизация
данных. Суть его состоит в том, что каждое задание на печать предварительно
запоминается в некотором временном файле на диске и передается и передается
на печать лишь когда принтер готов к работе (полностью обработано
предыдущее задание) и новое задание на печать стоит в очереди первым.
Задания на печать, которые должны быть обработаны немедленно, могут быть
перемещены в начало очереди пользователем, имеющим на это соответствующие
права.
Если вы посылаете задание на печать сетевому принтеру, то оно
предварительно становится в очередь на печать и распечатывается лишь тогда,
когда наступит его очередь. Таким образом, на рабочей станции пользователя
устанавливается программный переключатель, который перенаправляет задания
на печать с локальных портов ПК (к которым подключаются сетевые принтеры)
на очередь на печать.
Кроме очередей на печать, существуют еще сервер печати и принтеры. Задача
сервера печати заключается в том, чтобы управлять очередями на печать,
принтерами и заданиями на печать. Другими словами, сервер печати должен
контролировать в очереди наличие задания на печать, а также извлекать
задание на печать из очереди и передавать на исполнение принтеру, который
обслуживает данную очередь.
Принтер, локально подключенный к рабочей станции, также может быть
предоставлен в распоряжении всех пользователей сети в качестве сетевого.
Таким образом, можно так распределить принтеры в сети, чтобы удовлетворить
всем предъявленным требованиям.
8. Обзор сетевых протоколов
Сетевые транспортные протоколы обеспечивают базовые функции, необходимые
компьютерам для коммуникаций с сетью. Такие протоколы реализуют полные
эффективные каналы коммуникаций между компьютерами.
Транспортный протокол можно рассматривать как зарегистрированную почтовую
службу. Вы передаете конверт (данные) в почтовое отделение, а затем
остается убедиться, что почта дошла до адресата. Аналогично, транспортный
протокол гарантирует, что передаваемые данные доходят до заданного
адресата, проверяя получаемую от него квитанцию. Он выполняет контроль и
исправление ошибок без вмешательства более высокого уровня.
Основными сетевыми протоколами являются:
- NetBEUI
- NWLink (IPX/SPX)
- TCP/IP
Каждый сетевой транспортный протокол имеет свои достоинства и
недостатки.
NetBEUI
NetBEUI означает «расширенный пользовательский интерфейс NetBIOS». Он
реализует транспортный протокол NetBIOS Frame (NBF), разработанный IBM в
середине 80-х годов для поддержки локальных сетей рабочих групп с
операционными системами OS/2 и LAN Manager.
Этот протокол проектировался для рабочих групп, насчитывающих от 2 до
200 компьютеров. Он не допускает маршрутизации между сетями и поэтому
ограничен небольшими локальными сетями.
NWLink
Протокол NWLink представляет собой реализацию Microsoft стека
протоколов IPX/SPX компании Novell. Клиенты и серверы Microsoft могут
постепенно добавляться к существующим сетям, что облегчает переход с одной
платформы на другую, устраняя необходимость резкой смены сетевого
стандарта.
Этот протокол можно рассматривать как сетевой протокол среднего
класса. Он реализует относительно разумный компромисс между простым
немаршрутизируемым транспортным протоколом NetBEUI и сложным
маршрутизируемым протоколом TCP/IP.
TCP/IP
Протокол управления передачей/межсетевой протокол (Transmission
Control Protocol/Internet Protocol) и комплект соответствующих протоколов
были разработаны Агентством перспективных исследований и разработок (ARPA,
Advanced Projects Research Agency, позднее DARPA) Министерства обороны США
в соответствии с проектом межсетевого взаимодействия, реализация которого
началась в 1969 г. В настоящее время TCP/IP является наиболее широко
распространенным протоколом межкомпьютерных коммуникаций и применяется в
глобальной сети Internet. Первоначально ARPA создала TCP/IP для соединения
сетей военного назначения, а затем бесплатно предложила стандарты
протоколов для правительственных учреждений и университетов.
Университеты быстро адаптировали данный протокол для обеспечения
взаимодействия своих сетей. Сотрудничество деятелей университетской науки
позволило спроектировать протоколы более высокого уровня для самых
различных целей – поддержки рабочих групп, передачи электронной почты,
печати, удаленной загрузки и даже просмотра документов.
Протокол TCP/IP стал стандартом взаимодействия компьютеров Unix,
особенно в военных учреждениях и университетах. С разработкой протокола
передачи гипертекста HTTP (Hypertext Transfer Protocol) для совместной
работы с документами HTML (Hypertext Markup Language), бесплатно
прилагаемыми в большой глобальной сети, появилась система World Wide Web
(WWW), а Internet расширилась на частный сектор. TCP/IP стал основой
стремительной экспансии, потеснив применяемый в качестве коммерческого
протокола IPX и став предпочитаемый среди всех сетевых ОС.
9. Internet, плюсы и минусы
Internet – это глобальная компьютерная сеть, которая охватывает
миллионы пользователей по всему миру. Эта сеть начала свою работу в 1969
году в качестве военного проекта. Она специально была спроектирована таким
образом, чтобы остаться дееспособной даже в случае атомной войны.
Информация, передаваемая через Internet, перемещается от одного компьютера
к другому наиболее коротким путем. По этой причине, любые два компьютера
останутся соединенными до тех пор, пока есть хотя бы один маршрут между
ними.
До начала перестройки в России Internet был лишь «волшебной сказкой».
Теперь же с каждым днем растет число людей, подключившихся к Сети (даже не
смотря на различного рода кризисы).
Что же такое Internet? Каждый пользователь Сети должен сам для себя
ответить на этот вопрос. Для одних это любимая игрушка. Для других –
инструмент ведения бизнеса. Для третьих - единственная возможность
общаться с Миром.
Благодаря Internet мы можем за считанные секунды послать письмо в
самую дальнюю от меня точку, находясь в России, поговорить с коллегами в
США и т.д. Сейчас возможно даже заказать понравившийся вам товар. Но по
большей части Internet – это средство развлечения.
Как бы не рекламировали Сеть, людям со слабой психикой в нее лучше не
соваться. Для некоторых людей Сеть заменила реальность. Не буду
анализировать психологические аспекты сети. Оставлю это профессионалам. Сам
же могу сказать, что Сеть опасна для бизнесменов. Слишком велик риск
потерять свои деньги. Internet-магазины очень часто взламываются хакерами,
которые переводят ваши деньги на свои счета. Нападкам хакеров подвергаются
и рядовые пользователи.
Не смотря на это, Сеть не теряет своей привлекательности. Люди узнают
через Internet новости, слушают радио, смотрят на мир через глазки
разбросанных по всему миру видеокамер, ходят в библиотеки и даже заочно
обучаются в университетах других стран. Планируется даже создание Internet-
телевидения. Бесспорно, за Internet-будущее.
10. Заключение
В заключении хотелось бы сказать, что в данном докладе была рассмотрена
наиболее актуальная в наше время тема: Организация компьютерных сетей.
Современный человек, а особенно человек, занимающий руководящую должность,
должен не просто знать, а чувствовать эту тему. Ведь современный бизнес
просто не возможен без высоких технологий и, в частности, компьютерных
сетей, позволяющих значительно увеличивать прибыль предприятий и
организаций.
11. Список литературы
1. Ч. Паркинс, М. Стриб
«Windows NT Workstation. Учебное руководство для специалистов MCSE»
Москва, «Лори», 1997 год.
2. Андреас Ценк
«Novell NetWare 4.x»
Санкт-Петербург, «Печатный Двор», 1995 год.
3. И.С. Богацкий
«БИЗНЕС-КУРС английского языка»
Киев, «Логос», 1998 год.
-----------------------
ФС
ФС
ФС
?
Реферат на тему: Компьютерные сети Информационных технологий
Кирово-Чепецкий Колледж Экономики и Права
Специальность «Государственное и муниципальное управление»
[pic]
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
[pic]
|Выполнил студент группы УД3: |Бельтюков |
| |Сергей Юрьевич |
|Руководитель: |Ефимова |
| |Елена Васильевна |
Кирово-Чепецк © 2004
Содержание.
Введение 2
1. Понятие ИТ 3
1.1 Соотношение информационной технологии и информационной системы
4
2. Инструментарий ИТ 5
3. Обработка данных 5
3.1 Централизованная обработка данных. 5
3.2 Распределённая обработка данных. 6
4. Компьютерные сети. 7
4.1. Обобщенная структура. 7
5. Классификация компьютерных сетей 9
6. Глобальные вычислительные сети 10
6.1. Internet. Структура Интернет 12
7. Локальные вычислительные сети. 13
7.1. Ethernet 16
8. Техническое обеспечение. 19
8.1. Связь компьютера с периферийными устройствами. 20
8.2. Устройства межсетевого интерфейса. 23
8.3. Управление взаимодействием устройств сети. 25
9. Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей 29
Заключение 29
Литература 30
Введение.
Современные информационные системы продолжают возникшую в конце 70-х
гг. тенденцию распределенной обработки данных. Начальным этапом развития
таких систем явились многомашинные ассоциации – совокупность вычислительных
машин различной производительности, объединенных в систему с помощью
каналов связи. Высшей стадией систем распределенной обработки данных
являются компьютерные (вычислительные) сети различных уровней – от
локальных до глобальных.
1. Понятие информационной технологии
Технология при переводе с греческого (techne) означает искусство,
мастерство, умение, а не что иное, как процессы. Под процессом следует
понимать определённую совокупность действий, направленных на достижение
поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком
стратегией и реализовываться с помощью совокупности различных средств и
методов.
Под технологией материального производства понимают процесс,
определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления,
изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология
изменяет качество или первоначальное состояние материи в целях получения
материального продукта.
Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с
такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ,
полезные ископаемые и др., а значит, процесса её переработки по аналогии с
процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как
технологию. Тогда справедливо следующее определение.
Информационная технология - процесс, использующий совокупность
средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации)
для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или
явления (информационного продукта).
Цель технологии материального производства - выпуск продукции,
удовлетворяющей потребности человека или системы.
Цель ИТ - производство информации для её анализа человеком и
принятия на его основе решения по выполнению какого - либо действия.
Известно, что, применяя разные технологии к одному и тому же
материальному ресурсу, можно получить разные изделия, продукты. То же самое
будет справедливо и для технологии переработки информации.[1]
1.1. Соотношение информационной технологии и информационной
системы.
Информационная технология тесно связана с информационными системами,
которые являются для нее основной средой. На первый взгляд может
показаться, что введенные в учебнике определения информационной технологии
и системы очень похожи между собой. Однако это не так.
Информационная технология является процессом, состоящим из четко
регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной
степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель
информационной технологии — в результате целенаправленных действий по
переработке первичной информации получить необходимую для пользователя
информацию.
Информационная система является средой, составляющими элементами
которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы
данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и
т.д. Основная цель информационной системы — организация хранения и передачи
информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную
систему обработки информации.
Реализация функций информационной системы невозможна без знания
ориентированной на нее информационной технологии. Информационная технология
может существовать и вне сферы информационной системы. (Например:
Информационная технология работы в среде текстового процессора Word 6.0,
который не является информационной системой. Информационная технология
мультимедиа, где с помощью телекоммуникационной связи осуществляются
передача и обработка на компьютере изображения и звука.)
Таким образом, информационная технология является более емким
понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования
информации в информационном обществе. В умелом сочетании двух
информационных технологий — управленческой и компьютерной — залог успешной
работы информационной системы.
Обобщая все вышесказанное, предлагаем несколько более узкие, нежели
введенные ранее, определения информационной системы и технологии,
реализованных средствами компьютерной техники.
Информационная технология – совокупность чётко определённых
целенаправленных действий персонала по переработке информации на
компьютере.
Информационная система – человеко-компьютерная система для поддержки
принятия решений и производства информационных продуктов, использующая
компьютерную информационную технологию.
2. Инструментарий информационной технологии
Реализация технологического процесса материального производства
осуществляется с помощью различных технических средств, к которым
относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п.
По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто
подобное. Такими техническими средствами производства информации будет
являться аппаратное, программное и математическое обеспечение этого
процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в
информацию нового качества. Выделим отдельно из этих средств программные
продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его
конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной
технологии. Определим это понятие.
Инструментарий информационной технологии - один или несколько
взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера,
технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем,
цель.
В качестве инструментария можно использовать следующие
распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера:
текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы,
электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные
книжки, электронные календари, информационные системы функционального
назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), экспертные
системы и т.д.
3. Обработка данных
Современное производство требует высоких скоростей обработки
информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь
динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные
временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую
обработку данных. Управление крупными предприятиями, управление экономикой
на уровне страны требуют участия в этом процессе достаточно крупных
коллективов. Такие коллективы могут располагаться в различных районах
города, в различных регионах страны и даже в различных странах. Для решения
задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии,
становятся важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а
также возможность тесного взаимодействия всех участвующих в процессе
выработки управленческих решений.
3.1. Централизованная обработка данных.
В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой
информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать
компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы их задач.
Однако сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, и
это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ
при значительных материальных затратах. Нельзя не учитывать и тот факт, что
доступ к ресурсам компьютеров был затруднен из-за существующей политики
централизации вычислительных средств в одном месте.
Принцип централизованной обработки данных (рис. 6.1) не отвечал
высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие
систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой
обработке данных в многопользовательском режиме. Кратковременный выход из
строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом,
гак как приходилось дублировать функции центральной ЭВМ, значительно
увеличивая затраты на создание и эксплуатацию систем обработки данных.
Система централизованной обработки данных
Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и, наконец, персональных компьютеров
потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к
созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное
требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах
централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.
3.2.Распределенная обработка данных — обработка данных, выполняемая
на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих
распределенную систему.
Система распределенной обработки данных
Для реализации распределенной обработки данных были созданы
многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из
следующих направлений:
* многомашинные вычислительные комплексы (МВК);
* компьютерные (вычислительные) сети.
Многомашинный вычислительный комплекс — группа установленных рядом
вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения
и выполняющих совместно единый информационно-вычислительный процесс.
4. Компьютерные сети
Компьютерные сети отнюдь не являются единственным видом сетей,
созданным человеческой цивилизацией. Даже водопроводы Древнего Рима можно
рассматривать как один из наиболее древних примеров сетей, покрывающих
большие территории и обслуживающих многочисленных клиентов. Другой, менее
экзотический пример — электрические сети. В них легко можно найти все
компоненты любой территориальной сети: источники ресурсов — электростанции,
магистрали — высоковольтные линии электропередач, сеть доступа -
трансформаторные подстанции, клиентское оборудование — осветительные и
бытовые электроприборы.
Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями, или
сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух
важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации —
компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, сети
представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в
которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных
задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны,
компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на
большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и
мультиплексирования данных, получившие развитие в различных
телекоммуникационных системах.
Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и
терминалов, соединённых с помощью каналов связи в единую систему,
удовлетворяющую требованиям распределённой обработки данных.
Основное назначение любой компьютерной сети — предоставление
информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
4.1. Обобщенная структура компьютерной сети
Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций.
Выделим основные отличия компьютерной сети от многомашинного
вычислительного комплекса.
Первое отличие — размерность. В состав многомашинного
вычислительного комплекса входят обычно две, максимум три ЭВМ,
расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может
состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от
друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысяч километров.
Второе отличие — разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном
вычислительном комплексе функции обработки данных, передачи данных и
управления системой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных
сетях эти функции распределены между различными ЭВМ.
Третье отличие — необходимость решения в сети задачи маршрутизации
сообщений. Сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по
различным маршрутам в зависимости от состояния каналов связи, соединяющих
ЭВМ друг с другом.
Объединение в один комплекс средств вычислительной техники,
аппаратуры связи и каналов передачи данных предъявляет специфические
требования со стороны каждого элемента многомашинной ассоциации, а также
требует формирования специальной терминологии.
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в
сети. Ими могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные
роботы, станки с числовым программным управлением и т.д. Любой абонент сети
подключается к станции.
Станция – это аппаратура, которая выполняет функции, связанные с
передачей и приёмом информации.
Совокупность абонента и станции принято называть абонентской
системой Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая
передающая среда.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть,
которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.
Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как
совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. Обобщенная
структура компьютерной сети приведена на рис:
Обобщенная структура
компьютерной сети.
5. Классификация вычислительных сетей
В зависимости от территориального расположения абонентских систем
вычислительные сети можно разделить на три основных класса:
глобальные сети (WAN — Wide Area Network);
региональные сети (MAN — Metropolitan Area Network);
локальные сети (LAN — Local Area Network).
Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в
различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между
абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи,
радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети
позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего
человечества и организации доступа к этим ресурсам.
Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных
на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов
внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно
расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет
десятки — сотни километров.
Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в
пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких
ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной
сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных
вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков,
офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 - 2,5
км.
Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных
сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные,
экономически целесообразные средства обработки огромных информационных
массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. На рис. 6.4
приведена одна из возможных иерархий вычислительных сетей. Локальные
вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной
сети, региональные сети — объединяться в составе глобальной сети и,
наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры.
Иерархия компьютерных сетей
Компьютерная сеть Internet является наиболее популярной глобальной
сетью. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей. Внутри
каждой сети, входящей в Internet, существуют конкретная структура связи и
определенная дисциплина управления. Внутри Internet структура и методы
соединений между различными сетями для конкретного пользователя не имеют
никакого значения.
Персональные компьютеры, ставшие в настоящее время непременным
элементом любой системы управления, привели к буму в области создания
локальных вычислительных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необходимость
в разработке новых информационных технологий.
Практика применения персональных компьютеров в различных отраслях
науки, техники и производства показала, что наибольшую эффективность от
внедрения вычислительной техники обеспечивают не отдельные автономные ПК, а
локальные вычислительные сети.
6. Глобальные сети
А вот потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом
расстоянии друг от друга, к этому времени вполне назрела. Началось все с
решения более простой задачи — доступа к компьютеру с терминалов, удаленных
от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с
компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли
многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым
ресурсам нескольких мощных компьютеров класса суперЭВМ. Затем появились
системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа терминал-компьютер
были реализованы и удаленные связи типа компьютер-компьютер. Компьютеры
получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что,
собственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. На
основе этого механизма в первых сетях были реализованы службы обмена
файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие
теперь традиционными сетевые службы.
Таким образом, хронологически первыми появились глобальные сети
(Wide Area Networks, WAN), то есть сети, объединяющие территориально
рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и
странах. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и
отработаны многие основные идеи и концепции современных вычислительных
сетей. Такие, например, как многоуровневое построение коммуникационных
протоколов, технология коммутации пакетов, маршрутизация пакетов в
составных сетях.
Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других,
гораздо более старых и распространенных глобальных сетей — телефонных.
Главным результатом создания первых глобальных компьютерных сетей был отказ
от принципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно
использовавшегося в телефонных сетях.
Выделяемый на все время сеанса связи составной канал с постоянной
скоростью не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком
компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с
продолжительными паузами. Натурные эксперименты и математическое
моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не
чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней
передается сетями, использующими принцип коммутации пакетов, когда данные
разделяются на небольшие порции — пакеты, — которые самостоятельно
перемещаются по сети за счет встраивания адреса конечного узла в заголовок
пакета.
6.1 Интернет
Интернет (перевести этот термин можно как «всемирная сеть») —
сравнительно молодая технология. Ее предшественницей была военная сеть
Министерства обороны США ARPANet, начавшая функционировать в начале 70-х
годов.
Хотя технология, применявшаяся в ARPANet, и послужила основой
Интернет, она не обеспечивала главного достоинства Интернет — всеобщей
доступности. Этот недостаток исправила появившаяся в начале 80-х годов
компьютерная сеть Национального Научного Фонда США NSFNet. NSFNet состояла
из нескольких суперкомпьютеров, соединенных между собой высокоскоростными
линиями связи. Каждый пользователь (поначалу ими были научные центры)
подключался к ближайшему из этих компьютеров и таким образом получал
полноценный доступ ко всем ресурсам сети.
Сети, подобные NSFNet, были созданы и в других странах. Все они
быстро развивались и в конце 80-х были соединены между собой. Так в начале
90-х годов и появилась знакомая теперь всем глобальная сеть Интернет.
Если говорить о России, то развитие Интернет началось в середине 90-
х и в настоящий момент оно идет довольно быстрыми темпами. И в России, и во
всем остальном мире Интернет является одной из наиболее динамично
развивающихся отраслей промышленности (да, именно промышленности!) и
привлекает пристальное внимание инвесторов, крупных и мелких фирм.
Структура Internet.
Интернет — динамично развивающаяся структура, не принадлежащая
никакому частному лицу или фирме. Ее использованием и дальнейшим развитием
занимаются тысячи различных организаций. Тем не менее в Интернет
поддерживается определенный порядок, и сеть развивается в соответствии с
определенными правилами.
Интернет представляет собой глобальную компьютерную сеть. Само её
название означает «между сетей». Это сеть, соединяющая отдельные сети.
Логическая структура Интернет представляет собой некое виртуальное
объединение, имеющее своё собственное информационное пространства.
Интернет обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами,
которые входят в сети, подключённые к ней. Тип компьютера и используемая им
операционная система не имеют. Соединение сетей обладает громадными
возможностями. С собственного компьютера любой абонент internet может
передавать сообщения в другой город, просматривать каталог библиотеки
конгресса в Вашингтоне, знакомиться с картинками на последней выставке в
музее Метрополитен в Нью-Йорке, участвовать в конференции IEEE и даже в
играх с абонентами сети из разных стран. Internet предоставляет в
распоряжение своих пользователей множество всевозможных ресурсов.
Основные ячейки internet – локальные вычислительные сети. Это
означает, что internet не просто устанавливает связь между отдельными
компьютерами, а создаёт пути соединения для более крупных единиц – групп
компьютеров. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к
internet, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к
internet. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключённые к
internet. Они называются хост-компьютерами (host-хозяин). Каждый
подключённый к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти
абонент из любой точки света.
Схема подключения локальной сети к internet приведена на рисунке:
[pic]
Подключение локальной сети к internet
Важной особенностью internet является то, что она, объединяя различные
сети, не создаёт при этом никакой иерархии – все компьютеры, подключённые к
сети, равноправны. Для иллюстраций возможностей структуры некоторого
участка сети internet приведена схема соединения различных сетей. (6.26)
[pic]
Подключение различных сетей к internet.
7. Локальные сети
Локальные сети (Local Area Networks, LAN) — это объединение
компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории, обычно в радиусе не
более 1-2 км, хотя в отдельных случаях локальная сеть может иметь и более
протяженные размеры, например в несколько десятков километров. В общем
случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему,
принадлежащую одной организации.
На первых порах для соединения компьютеров друг с другом
использовались нестандартные программно-аппаратные средства. Разнообразные
устройства сопряжения, использующие свой собственный способ представления
данных на линиях связи, свои типы кабелей и т. п., могли соединять только
те конкретные модели компьютеров, для которых были разработаны, например,
мини-компьютеры PDP-11 с мэйнфреймом IBM 360 или компьютеры «Наири» с
компьютерами «Днепр». Такая ситуация создала большой простор для творчества
студентов — названия многих курсовых и дипломных проектов начинались тогда
со слов «Устройство сопряжения...».
[pic]
Различные типы связей в первых локальных сетях
В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало
кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения
компьютеров в сеть -Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, несколько
позже — FDDI. Мощным стимулом для их появления послужили персональные
компьютеры. Эти массовые продукты явились идеальными элементами для
построения сетей — с одной стороны, они были достаточно мощными для работы
сетевого программного обеспечения, а с другой — явно нуждались в
объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а
также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов.
Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем
не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров
хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих
привычных ролей мини-компьютеры и мэйнфреймы.
Все стандартные технологии локальных сетей опирались на тот же
принцип коммутации, который был с успехом опробован и доказал свои
преимущества при передаче трафика данных в глобальных компьютерных сетях —
принцип коммутации пакетов.
Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения
локальной сети из искусства в рутинную работу. Для создания сети достаточно
было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например
Ethernet, стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными
разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных
систем, например Novell NetWare. После этого сеть начинала работать и
последующее присоединение каждого нового компьютера не вызывало никаких
проблем — естественно, если на нем был установлен сетевой адаптер той же
технологии.
Разработчики локальных сетей привнесли много нового в организацию
работы пользователей. Так, намного проще и удобнее стало получать доступ к
совместно используемым сетевым ресурсам — в отличие от глобальной в
локальной сети пользователь освобождается от запоминания сложных
идентификаторов разделяемых ресурсов. Для этих целей система предоставляет
ему список ресурсов в удобной для восприятия форме, например в виде
древовидной графической структуры («дерева» ресурсов). Еще один прием,
рационализирующий работу пользователя в локальной сети, состоит в том, что
после соединения с удаленным ресурсом пользователь получает возможность
обращаться к нему с помощью тех же команд, которые он использовал при
работе с локальными ресурсами. Последствием и одновременно движущей силой
такого прогресса стало появление огромного числа непрофессиональных
пользователей, освобожденных от необходимости изучать специальные (и
достаточно сложные) команды для сетевой работы.
Может возникнуть вопрос — почему все эти удобства пользователи
получили только с приходом локальных сетей? Главным образом, это связано с
использованием в локальных сетях качественных кабельных линий связи, на
которых даже сетевые адаптеры первого поколения обеспечивали скорость
передачи данных до 10 Мбит/с. При небольшой протяженности, свойственной
локальным сетям, стоимость таких линий связи была вполне приемлемой.
Поэтому экономное расходование пропускной способности каналов, которое было
одной из главных целей технологий ранних глобальных сетей, никогда не
выходило на первый план при разработке протоколов локальных сетей. В таких
условиях основным механизмом прозрачного доступа к сетевым ресурсам
локальных сетей стали периодические широковещательные объявления серверов о
своих ресурсах и услугах. На основании таких объявлений клиентские
компьютеры составляли списки имеющихся в сети ресурсов и предоставляли их
пользователю.
Конец 90-х выявил явного лидера среди технологий локальных сетей —
семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethernet 10
Мбит/с, а также Fast Ethernet 100 Мбит/с и Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с.
Простые алгоритмы работы предопределили низкую стоимость оборудования
Ethernet. Широкий диапазон иерархии скоростей позволяет рационально строить
локальную сеть, применяя ту технологию семейства, которая в наибольшей
степени отвечает задачам предприятия и потребностям пользователей. Важно
также, что все технологии Ethernet очень близки друг к другу по принципам
работы, что упрощает обслуживание и интеграцию этих сетей.
7.1. Ethernet
Ethernet — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт
локальных сетей. Общее количество сетей, работающих по протоколу Ethernet в
настоящее время, оценивается в несколько миллионов.
Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из
вариантов этой технологии. В более узком смысле Ethernet — это сетевой
стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую
фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году. Метод доступа был
опробован еще раньше: во второй половине 60-х годов в радиосети Гавайского
университета использовались различные варианты случайного доступа к общей
радиосреде, получившие общее название Aloha. В 1980 году фирмы DEC, Intel и
Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для
сети, построенной на основе коаксиального кабеля. Эту последнюю версию
фирменного стандарта Ethernet называют стандартом Ethernet DIX, или
Ethernet П.
На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3,
который во многом совпадает со своим предшественником, но некоторые
различия все же имеются. В то время как в стандарте IEEE 802.3 функции
протокола разделены на уровни MAC и LLC, в оригинальном стандарте Ethernet
они объединены в единый канальный уровень. В Ethernet DIX определяется
протокол тестирования конфигурации (Ethernet Configuration Test Protocol),
который отсутствует в IEEE 802.3. Несколько отличается и формат кадра, хотя
минимальные и максимальные размеры кадров в этих стандартах совпадают.
Часто для того, чтобы отличить стандарт Ethernet, определенный IEEE, и
фирменный стандарт Ethernet DIX, первый называют технологией 802.3, а за
фирменным стандартом оставляют название Ethernet без дополнительных
обозначений.
В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет
различные модификации - 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-FL, lOBase-FB.
В 1995 году был принят стандарт Fast Ethernet, который во многом не
является самостоятельным стандартом, о чем говорит и тот факт, что его
описание просто является дополнительным разделом к основному стандарту
802.3 — разделом 802.3и. Аналогично, принятый в 1998 году стандарт Gigabit
Ethernet описан в разделе 802.3z основного документа.
Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов
физического уровня технологии Ethernet, обеспечивающих пропускную
способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код. В более скоростных
версиях Ethernet применяются более эффективные в отношении полосы
пропускания избыточные логические коды.
Все виды стандартов Ethernet (в том числе Fast Ethernet и Gigabit
Ethernet) используют один и тот же метод разделения среды передачи данных —
метод CSMA/CD.
Рассмотрим, каким образом описанные выше общие подходы к решению
наиболее важных проблем построения сетей воплощены в наиболее популярной
сетевой технологии — Ethernet.
Сетевая технология — это согласованный набор стандартных протоколов
и реализующих их программно-аппаратных средств (например, сетевых
адаптеров, драйверов, кабелей и разъемов), достаточный для построения
вычислительной сети. Эпитет «достаточный» подчеркивает то обстоятельство,
что этот набор представляет собой минимальный набор средств, с помощью
которых можно построить работоспособную сеть. Возможно, эту сеть можно
улучшить, например, за счет выделения в ней подсетей, что сразу потребует
кроме протоколов стандарта Ethernet применения протокола IP, а также
специальных коммуникационных устройств — маршрутизаторов. Улучшенная сеть
будет, скорее всего, более надежной и быстродействующей, но за счет
надстроек над средствами технологии Ethernet, которая составляет базис
сети.
Термин «сетевая технология» чаще всего используется в описанном выше
узком смысле, но иногда применяется и его расширенное толкование как любого
набора средств и правил для построения сети, например «технология сквозной
маршрутизации», «технология создания защищенного канала», «технология IP-
сетей».
Протоколы, на основе которых строится сеть определенной технологии
(в узком смысле), специально разрабатывались для совместной работы, поэтому
от разработчика сети не требуется дополнительных усилий по организации их
взаимодействия. Иногда сетевые технологии называют базовыми технологиями,
имея в виду то, что на их основе строится базис любой сети. Примерами
базовых сетевых технологий могут служить наряду с Ethernet такие известные
технологии локальных сетей, как Token Ring и FDDI, или же технологии
территориальных сетей Х.25 и frame relay. Для получения работоспособной
сети в этом случае достаточно приобрести программные и аппаратные средства,
относящиеся к одной базовой технологии — сетевые адаптеры с драйверами,
концентраторы, коммутаторы, кабельную систему и т. п., — и соединить их в
соответствии с требованиями стандарта на данную технологию.
Основной принцип, положенный в основу Ethernet, — случайный метод
доступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может
использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара,
оптоволокно или радиоволны (кстати, первой сетью, построенной на принципе
случайного доступа к разделяемой среде, была радиосеть Aloha Гавайского
университета).
В стандарте Ethernet строго зафиксирована топология электрических
связей. Компьютеры подключаются к разделяемой среде в соответствии с
типовой структурой «общая шина». С помощью разделяемой во времени шины
любые два компьютера могут обмениваться данными. Управление доступом к
линии связи осуществляется специальными контроллерами -- сетевыми
адаптерами Ethernet. Каждый компьютер, а более точно, каждый сетевой
адаптер, имеет уникальный адрес. Передача данных происходит со скоростью 10
Мбит/с. Эта величина является пропускной способностью сети Ethernet.
[pic]
Сеть Ethernet
Суть случайного метода доступа состоит в следующем. Компьютер в сети
Ethernet может передавать данные по сети, только если сеть свободна, то
есть если никакой другой компьютер в данный момент не занимается обменом.
Поэтому важной частью технологии Ethernet является процедура определения
доступности среды.
После того как компьютер убеждается, что сеть свободна, он начинает
передачу, при этом «захватывает» среду. Время монопольного использования
разделяемой среды одним узлом ограничивается временем передачи одного
кадра. Кадр — это единица данных, которыми обмениваются компьютеры в сети
Ethernet. Кадр имеет фиксированный формат и наряду с полем данных содержит
различную служебную информацию, например адрес получателя и адрес
отправителя.
Сеть Ethernet устроена так, что при попадании кадра в разделяемую
среду пе | |
