Компоненты компьютерной сети

Лекция №3.

Организация компьютерных сетей

Цели: формирование основных знаний об организации компьютерных сетях.

Задачи: рассмотреть базовые требования к организации компьютерных сетей.

СОДЕРЖАНИЕ

Требования к организации сети

Модель OSI

Компоненты компьютерной сети

Передача данных в сети

Архитектура сети

Требования к организации сети

Основными требованиями, которым должна удовлетворять организация иерархической вычислительной сети, являются следующие:

1. Открытость – возможность включения дополнительных ЭВМ, а также линий (каналов) связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов сети. Кроме того, любые две ЭВМ должны взаимодействовать между собой, несмотря на различие в конструкции, производительности, месте изготовления, функциональном назначении.
2. Гибкость – сохранение работоспособности при изменении структуры в результате выхода из строя ЭВМ или линии связи.
3. Эффективность – обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах.

Модель OSI

Международной организацией стандартов утверждены определённые требования к организации взаимодействия между системами сети. Эти требования получили название OSI (Open System Interconnection) – "эталонная модель взаимодействия открытых систем".

Согласно требованиям эталонной модели, каждая система сети должна осуществлять взаимодействие посредством передачи кадра данных. Согласно модели OSI образование и передача кадра осуществляется с помощью 7-ми последовательных действий, получивших название "уровень обработки".

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль. Благодаря этому общая задача передачи данных расчленяется на отдельные легко обозримые задачи.

Уровень 1. Физический.

На физическом уровне определяются электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Физическая связь и неразрывная с ней эксплуатационная готовность являются основной функцией 1-го уровня. В качестве среды передачи данных используют трехжильный медный провод (экранированная витая пара), коаксиальный кабель, оптоволоконный проводник и радиорелейную линию.

Уровень 2. Канальный.

Канальный уровень формирует из данных, передаваемых 1-м уровнем, так называемые "кадры" и последовательности кадров. На этом уровне осуществляются управление доступом к передающей среде, используемой несколькими ЭВМ, синхронизация, обнаружение и исправление ошибок.

Уровень 3. Сетевой.

Сетевой уровень устанавливает связь в вычислительной сети между двумя абонентами. Соединение происходит благодаря функциям маршрутизации, которые требуют наличия сетевого адреса в пакете. Сетевой уровень должен также обеспечивать обработку ошибок и управление потоками данных.

Уровень 4. Транспортный.

Транспортный уровень поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскими процессами. Качество транспортировки, безошибочность передачи, независимость вычислительных сетей, сервис транспортировки из конца в конец, минимизация затрат и адресация связи гарантируют непрерывную и безошибочную передачу данных.

Уровень 5. Сеансовый.

Сеансовый уровень координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи. Для координации необходимы:

контроль рабочих параметров,

• управление потоками данных промежуточных накопителей,
• диалоговый контроль, гарантирующий передачу имеющихся в распоряжении данных.

Кроме того, сеансовый уровень содержит дополнительно функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок в нижерасположенных уровнях.

Уровень 6. Представления данных.

Уровень представления данных предназначен для интерпретации данных; а также подготовки данных для пользовательского прикладного уровня. На этом уровне происходит преобразование данных из кадров, используемых для передачи данных в экранный формат или формат, необходимый для печатающих устройств.

Уровень 7. Прикладной.

В прикладном уровне необходимо предоставить в распоряжение пользователей уже переработанную информацию. С этим может справиться системное и пользовательское прикладное программное обеспечение.

Компоненты компьютерной сети

Для организации компьютерной сети необходимо наличие:

• Сетевого программного обеспечения
• Физической среды передачи данных
• Коммутирующих устройств.

3.3.1. Сетевое ПО

Сетевое программное обеспечение состоит из двух важнейших компонентов:

1) Сетевого программного обеспечения, устанавливаемого на компьютерах-клиентах.

2) Сетевого программного обеспечения, устанавливаемого на компьютерах-серверах.

Сетевая операционная система связывает все компьютеры и периферийные устройства в сети, координирует функции всех компьютеров и периферийных устройств в сети, обеспечивает защищённый доступ к данным и периферийным устройствам в сети.

Примеры сетевых ОС:

windows NT Advanced Server 4.0, windows 2k, Unix, Linux, FreeBSD.

3.3.2. Физическая среда передачи данных

Определяет:

1) Cкорость передачи данных в сети;

2) Размер сети

3) Требуемый набор служб (передача данных, речи, мультимедиа и т.д.), который необходимо организовать.

4) Требования к уровню шумов и помехозащищенности;

5) Общую стоимость проекта, включающая покупку оборудования, монтаж и последующую эксплуатацию.

Кабельный сегмент сети - цепочка отрезков кабелей, электрически соединенных друг с другом.

Логический сегмент сети, или просто сегмент - группа узлов сети, имеющих непосредственный доступ друг к другу на уровне пакетов канального уровня. В интеллектуальных хабах Ethernet группы портов могут объединяться в логические сегменты для изоляции их трафика от других сегментов в целях повышения производительности и защиты.

3.3.3. Коммутирующие устройства предназначены для связи сегментов сети.

Определим некоторые из этих устройств.

Концентратор или хаб (Hub) – это устройство физического подключения нескольких сегментов, обычно с возможностью соединения сетей различных архитектур.

Интеллектуальный хаб имеет специальные средства для диагностики и управления, что позволяет оперативно получать сведения об активности и исправности узлов, отключать неисправные узлы и т. д.

Активный хаб усиливает сигналы, требует источника питания.

Повторитель – это устройство для соединения сегментов одной сети, обеспечивающее промежуточное усиление и формирования сигналов. Позволяет расширять сеть по расстоянию и количеству подключенных узлов.

Мост – средство передачи пакетов между локальными сетями. Осуществляет фильтрацию пакетов, не выпуская из сети пакеты для адресатов, находящихся внутри сети, а также осуществляет переадресацию, т.е. передачу пакетов в другую сеть в соответствии с таблицей маршрутизации или во все другие сети при отсутствии адресата в таблице.

Маршрутизатор – это средство обеспечения связи между узлами различных сетей, использующее сетевые (логические) адреса. Сети могут находиться на значительном расстоянии, и путь, по которому передается пакет, может проходить через несколько маршрутизаторов. Сетевой адрес интерпретируется как иерархическое описание местоположения узла.

Шлюз – это средство соединения существенно разнородных сетей. Шлюз выполняет преобразование форматов и размеров пакетов, преобразование протоколов, преобразование данных. Обычно реализуется на основе компьютера с большим объемом памяти.

Примеры шлюзов:

• Fax: обеспечивает доступ к удаленному факсу, преобразуя данные в факс-формат;
• E-mail: обеспечивает почтовую связь между локальными сетями;
• Internet: обеспечивает доступ к глобальной сети Internet.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: