Архитектура компьютерных сетей Борисов В.А. КАСК – филиал ФГБОУ ВПО РАНХ и ГС Красноармейск 2011 г.

2 Компьютерная (вычислительная) сеть Совокупность узлов, соединенных коммуникационными каналами, а также набор оборудования, обеспечивающего соединение станций и передачу между ними информации.

Сетевая архитектура Совокупность сетевых аппаратных и программных решений, методов доступа и протоколов обмена информацией. 3

Классификация компьютерных сетей 4

По технологии передачи данных вещание (или один ко многим); соединение точка. 5

По принципу организации обмена данными между абонентами коммутация каналов; коммутация сообщений; коммутация пакетов. 6

Коммутация Технология выбора направления и организации передачи данных в сетях, имеющих несколько альтернативных маршрутов, по которым может производиться обмен информацией между двумя узлами. 7

Сетевой трафик (от англ, traffic движение). Передаваемые по сети информационные потоки во время обмена информацией между двумя узлами. 8

Сеть с коммутацией каналов Тип коммуникационной сети, в которой каждой паре абонентов в течение сеанса их информационного взаимодействия предоставляется физическое соединение. 9

Коммутация сообщений Передача между абонентами информации в виде логически завершенных порций данных. 10

Коммутация пакетов Технология доставки сообщений, при которой данные, разбитые на отдельные блоки малых размеров, называемые пакетами, могут пересылаться из исходного пункта в пункт назначения по различным маршрутам. 11

Сеть с коммутацией пакетов Коммуникационная сеть, состоящая из соединенных друг с другом магистральными каналами узлов коммутации, в которой данные передаются в виде пакетов, с промежуточным хранением этих пакетов на узлах коммутации. 12

По территориальной распространенности локальные, кампусные, городские, глобальные. 13

Локальная сеть (Local Area Network LAN) Сеть ЭВМ, включающая в себя компьютеры, расположенные в пределах одного помещения, здания или небольшой территории, позволяющая обмениваться данными и совместно использовать различные устройства. 14

Кампусная сеть (от англ, campus университет, территория университета) Сеть, охватывающая территорию университета или студенческого городка. 15

Городская сеть (Metropolitan Area Network MAN) Объединяет компьютеры на территории городского района или всего города целиком. 16

Глобальная сеть (Wide Area Network WAN) Совокупность сетей, объединяющих территориально рассредоточенные компьютеры, находящиеся в различных городах и странах. 17

18 Топологиясети полносвязнаяячеистаякольцеваясмешанная общая шина дерево звезда

По скорости передачи данных низкоскоростные (до 10 Мбит/с); среднескоростные (до 100 Мбит/с); высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с). 19

По типу среды передачи данных проводные; беспроводные. 20

По принципу организации иерархии компьютеров одноранговые, с выделенным сервером. 21

Сервер (от англ, server служащий, служитель) Объект, предоставляющий другим объектам (клиентам), некоторые услуги. 22

Сети с выделенным сервером файл-сервер данные и программы по требованию пользователя пересылаются с сервера ему на компьютер; клиент-сервер выполнение программ и обработка данных происходят на сервере по запросу пользователя. 23

Топологии компьютерных сетей 24

Топология компьютерной сети Конфигурация физических связей компьютеров или других сетевых устройств друг с другом. 25

Выбор топологии зависит от: надежности получаемой сети; простоты присоединения новых узлов; экономических соображений. 26

Топологии полносвязныенеполносвязные 27

Полносвязные топологии Подразумевают наличие отдельного канала для связи любых двух компьютеров сети. 28

Неполносвязные топологии Получаются из полносвязных путем удаления некоторых связей и, следовательно, данные будут передаваться через промежуточные узлы сети. 29

Ячеистая топология Получается из полносвязной за счет удаления некоторых возможных связей. 30

Кольцевая конфигурация Подразумевает соединение компьютеров в замкнутое кольцо. Данные передаются от одного компьютера к другому по кругу до тех пор, пока не найдут своего адресата. 31

Топология звезда Образуется, когда каждый компьютер сети подключается к концентратору по отдельной линии связи. 32

Топология дерево Получается при объединении нескольких звезд. 33

Топология общая шина Все компьютеры подключаются к одной линии связи, например, это может быть высокочастотный кабель или радиочастота. 34

Среды передачи данных 35

Среда передачи данных Линии связи, по которым компьютеры могут обмениваться информацией. 36

Разделяемая среда Среда передачи данных использующаяся несколькими устройствами или узлами сети. 37

В зависимости от используемой среды передачи данных линии связи делятся на: проводные; кабельные; беспроводные. 38

Проводные линии связи Строятся с использованием телефонных или телеграфных проводов. 39

Кабельные линии Строятся на основе специальных кабелей, представляющих собой проводники, заключенные в несколько слоев изоляции. 40

Основные типы кабелей для компьютерных сетей высокочастотные коаксиальные кабели с медной жилой; кабели на основе витых пар медных проводников; оптоволоконные кабели. 41

Параметры кабелей полоса пропускания; задержка распространения сигнала; помехозащищенность кабеля; затухание; волновое сопротивление. 42

Полоса пропускания Частотный диапазон сигналов, пропускаемых кабелем. 43

Помехозащищенность кабеля Степень защищенности кабеля от воздействия помех и наводок, возникающих как во внешней среде, так и на внутренних проводниках самого кабеля. 44

Затухание Степень потери мощности сигнала на выходе линии связи по отношению к мощности на входе этой линии. 45

Волновое сопротивление (для электрических кабелей) Полное сопротивление, которое встречает электромагнитная волна определенной частоты при распространении вдоль однородной цепи. 46

Коаксиальный кабель Представляет собой центральный медный проводник, заключенный в металлическую оплетку и отделенный от нее диэлектриком. 47

Кабель на основе витых пар Представляет собой несколько пар, скрученных попарно медных изолированных проводников, заключенных в общую диэлектрическую оболочку. Бывает экранированным и неэкранированным. 48

Категории кабелей на витых парах UTР 1; UTР 2; UTР 3; UTР 4; UTР 5. 49

Оптоволоконный кабель Состоит из одного или нескольких оптических волокон, сделанных из кварцевого стекла и заключенных в общую защитную оболочку. 50

Виды оптоволоконных кабелей одномодовое волокно; многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления; многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления. 51

Мода луча Угол отражения луча в сердцевине. 52

Беспроводные линии связи Используют для передачи данных радиоволны либо инфракрасное излучение. 53

Методы доступа к среде передачи данных 54

Методы доступа к среде передачи централизованные децентрализованные 55

Централизованные методы Достоинства: отсутствие конфликтов. Недостатки: неустойчивость к отказам центра, малая гибкость управления. 56

Децентрализованные методы Достоинства: высокая устойчивость к отказам; большая гибкость. Недостатки: возможны конфликты. 57

Децентрализованные методы детерминированные случайные 58

Детерминированные методы Определяют четкие правила, по которым осуществляется порядок предоставления доступа абонентам сети. 59

Случайные методы Подразумевают произвольный порядок получения доступа к среде передачи. 60