Компьютерные сети Попова Е.Э.

Компьютерные сети
Попова Е.Э.
Вопросы
1.
2.
3.
4.
Основные этапы развития сетевых
технологий.
Компьютерная сеть: понятие и
классификация.
Общая структура компьютерной
сети. Топология сетей.
Характеристика процесса
передачи данных.
Основные этапы развития
сетевых технологий
1947 г. – первая сеть передачи данных в
США SAGE (Semi Automatic Ground
Environment).
1960—х гг. – вычислительные сети,
объединяющие большие ЭВМ; США:
ARPANET (по имени курирующей
организации DARPA — Defense Advanced
Research Project Agency), бывший СССР:
сеть Академии наук в Ленинграде.
Подходы к обработке данных
1970-ые гг. – появление
распределенной обработки
данных – обработка данных,
выполняемая на независимых, но
связанных между собой
компьютерах, представляющих
собой распределенную систему.


Распределенная обработка данных.
Централизованная обработка
данных.
В настоящее время развитие сетевого
пространства определяется двумя
факторами: уровнем развития сетевых ИТ и
развитием сети связи.
Сеть связи — это совокупность каналов связи,
аппаратуры, центров и узлов связи,
обеспечивающих функционирование сети.
Протоколы — специальные соглашения,
обеспечивающие совместимость различных
по своим техническим параметрам и
функциональным возможностям участков
сети.
Основные этапы развития
сетевых технологий:
Телеграфные и телефонные сети
(докомпьютерная эпоха).
Сети передачи данных между отдельными
абонентами по выделенным и
коммутируемым каналам с помощью
модемов.
Сети передачи данных с коммутацией
каналов.
Основные этапы развития
сетевых технологий:
Локальные вычислительные сети.
Цифровые сети интегрального
обслуживания.
Высокоскоростные сети синхронной
передачи речевой и видеоинформации.
Классификация компьютерных
сетей
Совместимость
ЭВМ
Тип передачи
данных
Реализуемые
функции
Гомогенные
Гетерогенные
Коммутация каналов
Коммутация сообщений
Коммутация пакетов
Вычислительные
Информационные
Смешенные
Классификация компьютерных
сетей
Расположение
абонентских
системы
Топология сети
Структура
построения
сети
Локальные
Региональные
Глобальные
Звездообразная
Кольцевая
Иерархическая
Многоузловая
Общей шиной
Одноузловые и многоузловые
Одоканальные и многоканальные
Классификация компьютерных
сетей
Одноранговые
На основе сервера
Комбинированные
В одноранговой сети все компьютеры равноправны:
нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного
(dedicated) сервера. Каждый компьютер
функционирует и как клиент, и как сервер.
Все пользователи самостоятельно решают, какие
данные на своем компьютере сделать
общедоступными по сети.
Большинство сетей использует выделенные
серверы, которые исключают функции
клиента или рабочей станции. Они
специально оптимизированы для быстрой
обработки запросов от сетевых клиентов и для
управления защитой файлов и каталогов.
Круг задач, которые должны выполнять серверы,
многообразен. Чтобы приспособиться к возрастающим
потребностям пользователей, серверы в больших сетях
стали специализированными (specialized).
Специализированные серверы:
Файл-серверы и принт-серверы.
 Серверы приложений.
 Почтовые серверы .
 Факс-серверы.
 Коммуникационные серверы.

Достоинства и недостатки
Параметры
Одноранговые сети
Сети на основе
сервера
Размер
Не более 30
компьютеров
Ограничены
аппаратным
обеспечением сервера
Защита
Вопрос защиты
решается каждым
пользователем
самостоятельно
Широкая и
комплексная защита
ресурсов и
пользователей
Администриро Вопросами
Осуществляется
вание
администрирования
централизовано
своего компьютера
администратором
занимается пользователь
Общая структура
компьютерной сети
Компьютерная сеть — это
совокупность компьютеров и
терминалов, соединенных с
помощью каналов связи в единую
систему, удовлетворяющую
требованиям распределенной
обработки данных.
Функции компьютерной сети
обеспечивают параллельную обработку
данных несколькими ЭВМ;
 поддерживают распределенные базы
данных;
 обеспечивают возможность специализации
отдельных ЭВМ для решения
определенных задач;
 автоматизируют обмен информацией и
программами между компьютерами сети;

Функции компьютерной сети
вычислительные мощности и средства
передачи информации резервируются на
случай выхода из строя отдельных из них;
 обеспечивают перераспределение
вычислительных мощностей между
пользователями сети в зависимости от
изменения их потребностей и сложности
решаемых задач;
 повышают уровень загрузки отдельных
компьютеров и дорогостоящего
оборудования.

Структура компьютерной сети
Абоненты сети — объекты, представляющие собой
источник или потребитель информации.
Станция — аппаратура, которая выполняет функции,
связанные с передачей и приемом информации.
Абонентская система — совокупность абонента и
станции.
Физическая передающая среда — это линии связи или
пространство, в котором распространяются
электрические сигналы, и аппаратура передачи
данных.
Топология сетей
Топология — это способ
организации (соединения)
абонентов друг с другом.
Топология сетей
Кольцевая
Звездообразная
Топология сетей
Иерархическая
Многосвязная
Топология сетей
С общей шиной
Топология сетей: общая шина
Характерные черты
традиционного
подхода к
построению
компьютерных сетей
удобно рассмотреть
на примере Ethernet.
У нас в стране сети
такого типа
составляют 80-90%.
В остальном мире
они тоже были
весьма популярны до
конца 1980-х гг.
Традиционная сеть
Ethernet
Топология сетей: общая шина
Недостаток – физическая топология сети - общая
шина.
Параллельное включение всех станций на один
носитель делает их чрезвычайно зависимыми
друг от друга, а задачу различения их практически неразрешимой.
Если для небольших сетей из десятка машин, что
было характерно для начала 1980-х годов, это
не создавало особых проблем, то для
современных конфигураций из десятков и сотен
станций ситуация изменилась.
Характеристика процесса
передачи данных
Скорость передачи данных – количество бит
информации, передаваемых за секунду (бит/с).
Пропускная способность – количество символов,
передаваемых за секунду (знак/с).
Достоверность передаваемой информации –
отношение числа ошибочно переданных символов к
общему числу переданных знаков.
Надежность сети – среднее время работы сети без
сбоев и ошибок.
Способы передачи данных
Коммутация каналов.
Коммутация сообщений.
Коммутация пакетов.
Коммутация каналов
Требует предварительного
установления прямого физического
соединения между источником и
получателем сообщения
информации.
Открытие канала связи на все время
передачи является недостатком
данного метода.
Общая структура сети с коммутацией
абонентов
Коммутация пакетов
Способ появился в конце 1960 гг.
Предполагает разбиение сообщения
на части (пакеты) фиксированной
длины, снабжаемые адресом
получателя.
После прихода на место назначения из
пакетов формируется сообщение.
Коммутация пакетов
Достоинством этого метода является
то, что разные пакеты могут
передаваться между узлами разными
каналами связи (если это позволяет
топология сети). Это приводит к
сокращению общего времени
передачи всего сообщения.
Разбиение
сообщения
на пакеты
Схема
передачи
пакетов
Коммутация сообщений
Требует последовательного физического
соединение лишь между двумя соседними
узлами. В зависимости от занятости
требуемого канала сообщение либо передается
на соседний узел, либо становится в очередь.
Сообщение, в отличие от пакета, имеет
произвольную длину, которая определяется не
технологическими соображениями, а
содержанием информации, составляющей
сообщение.
Коммутация сообщений
Обеспечивает независимость работы
отдельных участков сети, повышает
эффективность использования
каналов связи.
Используется для передачи
сообщений, которые не требуют
быстрого ответа.