Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информационные технологии и моделирование бизнес-процессов

Информационные технологии компьютерных сетей

Компьютерные сети. Виды сетей

В начале создания компьютерные сети предназначались и использовались исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты. Сегодня с помощью локальных и глобальных сетей решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. В конце тысячелетия были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам, базам данных и тому подобное.

С целью предоставления территориально-распределенным пользователям возможности доступа к централизованным БД, а также облегчение обмена информацией между самими пользователями с помощью специальных кабелей или других средств связи их компьютеры могут объединяться в компьютерные сети. В зависимости от способа управления сетевыми ресурсами различают следующие виды сетей:

1. централизованные - за управление всеми ресурсами сети соответствует один компьютер-сервер, который идентифицирует пользователей, проверяет их полномочия, сохраняет, принимает, передает и обрабатывает данные. Серверы часто классифицируют по их функциями, например, файл-сервер (хранение, прием, передача и обработка файлов данных), сервер доступа (управление доступом к сети) и т.п.

2. децентрализованные - пользователь, согласно своих прав и состояния сети, самостоятельно определяет возможность доступа к ее ресурсам.

Классификация компьютерных сетей по территориальному расположению выглядит так: локальные, кампусные, городские, широкомасштабные и глобальные (табл.10.1).

LAN (Local Area Network) - локальная сеть. Это совокупность компьютеров, с соединенных с помощью высокоскоростного кабеля с целью совместного использования ресурсов и данных. В локальных сетях стараются избегать использования телефонных или других выделенных линий для передачи данных из другого источника. Как правило, компьютеры локальной сети расположены в том же доме, в отличие от компьютеров региональных или более масштабных компьютерных сетей, которые могут располагаться в разных домах, областях или странах.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) делятся на:

o звездообразные - работой сети руководит один сервер, к которому подключены все остальные компьютеры (рис.10.1 (а));

o шинные - компьютеры подключаются к общей магистрали (шины), которая обеспечивает обмен информацией (рис.10.1, (б));

o кольцевые - информация между компьютерами передается по одному или двум кольцеобразных каналах связи последовательно от одного компьютера к другому (рис.10.2)

Структурные схемы топологии локальных вычислительных сетей

Рис.10.1. Структурные схемы топологии локальных вычислительных сетей

o древовидные - отдельные звездообразные сети объединяются между собой в большие группы с общим центром, образуя дерево связей. В качестве узлов коммутации чаще всего выступают высокоскоростные коммутаторы хабы (от. Англ. Hub. - Центр деятельности);

o корпоративные - объединяют в себе различные виды сетей. Связь между сетями и согласования их взаимодействия осуществляется с помощью специальных устройств, называемых шлюзами.

Структура локальной сети в основном соответствует структуре предприятия, в котором она функционирует.

Таблица 10.1. Классификация компьютерных сетей

Сеть

Территориальное расположение

Campus-Area Network (CAN)

кампусная сеть, объединяющая локальные вычислительные сети близко расположенных домов

Metropolitan-Area Network (MAN)

сеть городского масштаба

Wide-Area Network (WAN)

широкомасштабная сеть в пределах области, региона

Global-Area Network (GAN)

объединяет локальные сети и компьютеры на большой территории (страна, планета). Например, Интернет.

Интранет (интранет)

Внутри- корпоративная сеть, использующая стандарты, технологии и программное обеспечение Интернета. Ее можно изолировать от Интернета с помощью брандмауэра

Extranet (Экстранет)

Это Интранет, к которому имеют доступ пользователи из-за пределов корпоративной сети. Примером такой сети может быть объединение нескольких сетей Интранет

По назначению компьютерные сети можно классифицировать, в частности, как:

o информационные (предоставление информационного обслуживания по запросам пользователей)

o вычислительные (для решения задач пользователей с обменом данными между абонентами сети);

o информационно-вычислительные (объединяют функции двух предыдущих).

Структурная схема топологии ЛВС типа

Рис.10.2. Структурная схема топологии ЛВС типа "кольцо"

Данные в сетях могут передаваться как по кабелям (коаксиальный, "витая пара", оптико-волоконный), так и средствами беспроводной связи.

Передача данных в компьютерных сетях. Рассмотрим схематическое представление процесса передачи информации (рис.10.3). Отметим, что структура такой схемы впервые была представлена в 1948 году в работе тогда еще никому не известного Клода Шеннона, которого теперь считают основателем теории информации и помехоустойчивого кодирования.

Схема модели передачи информации

Рис.10.3. Схема модели передачи информации

Информация поступает из источника (передатчика) на вход устройства кодирования (или программы-кодера), где превращается в определенную последовательность символов. Для примера можно привести общеизвестный код Сэмюэля Морзе, в котором символы представляются последовательностью точек и тире.

При кодировании информации любым кодом каждому символу алфавита, а также знакам препинания, цифрам и спецсимволов ставится в соответствие некоторой набор символов другого алфавита. Например, представление текста сообщения в цифровом виде представляет собой последовательность нулей и единиц.

Кодирование не надо путать с шифрованием, поскольку операция кодирования не предусматривает наличие секретной (ключевой) информации, а лишь алгоритма преобразования. Зная алгоритм, можно осуществить обратное преобразование - декодирование.

Кодирование предназначено для сохранения целостности информации при передаче. Следовательно, есть большая вероятность, что исходная информация придет на приемник в поврежденном виде - вместо одного символа будет другой. Например, при передаче слова "карман" получим слово "котенок".

Для того, чтобы этого не произошло и полученный символ можно было бы однозначно распознать, символы сообщения переводят в цифровой вид - в кодовые слова (последовательность 0 и 1) и добавляют избыточные символы. Например, кодовое слово 01 расширяют к слову 01000. Конечно, при таком подходе существенно уменьшится быстродействие передачи, поскольку сообщение увеличится в объеме.

Канал передачи данных - канал связи, оснащенный специальной аппаратурой: автоматическими устройствами вызова, устройствами защиты от ошибок и устройствами преобразования сигналов

В зависимости от скорости передачи данных каналы делятся на:

o низкоскоростные (до 200 бит / с);

o среднескоростные (до 9600 бит / с);

o высокоскоростные (более 19200 бит / с);

Доказано, что скорость передачи данных в канале зависит от его частотных характеристик. Так, например, канал с шириной полосы частот 3000Гц и соотношением сигнал / шум 30dB (децибел) не сможет передавать больше, чем 30000 бит / с.

Единицы измерения информации, которая передается через сеть подразделяются на:

o baud (бод) - изменение сигнала (если за 1 секунду два раза включить свет в комнате, то это будет равняться скорости 4 боди)

o bps (bits per second) - бита за 1 секунду

o cps (characters per second) - символы за 1 секунду.

С учетом направлений передачи данных каналы делят на симплексные (передача только в одном направлении), полудуплексные (передача поочередно двух направлениях), дуплексные (передача одновременно в двух направлениях).

Выявление ошибок при передаче осуществляется путем анализа определенной последовательности принятых символов на предмет принадлежности ее к определенному классу структур. В пункте приема данные анализируются на предмет наличия искаженных (запрещенных) символов.

Ошибки могут быть исправлены двумя способами:

1. локализацией и поправкой на приемники;

2. повторном передачей данных.

Устройство, осуществляющее кодирования информации, называется кодер (coder), а устройство, осуществляющее декодирование информации, соответственно - декодер (decoder). Основными элементами сети передачи данных является каналы передачи данных и узлы коммутации. Территориально аппаратура передачи данных располагается, как правило, в узлах коммутации, абонентских системах или на серверах.

Абонент соединяет компьютер с сервером доступа с помощью модема по обычной телефонной линии или по выделенному каналу связи. Модем (MOdufator-DEModulator - Модулятор-ДЕМдулятор) представляет собой устройство для преобразования цифрового сигнала в аналоговый и наоборот. Факс-модем, помимо основного назначения, может еще и принимать и передавать факсы (графические изображения документов).

Типы модемов:

o внутренний (internal) - устанавливается в компьютер как дополнительная электронная плата;

o внешний (external) - соединяется с компьютером с помощью кабеля или интерфейсного разъема (например, стандарта USB).

Управление работой модемов осуществляется с помощью специальных программ. При этом модемы могут в автоматическом режиме влиять на передачу данных (изменение скорости, анализ уровня возникновения ошибок и т. П.).

Если локальная компьютерная сеть содержит больше, чем 30-40 компьютеров (рабочих станций), ее разделяют на сегменты, соединенные между собой шлюзами и маршрутизаторами.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее