Лекция1 Обзор и архитектура вычислительных сетей Вопросы: 1. Основные определения и термины 2. Преимущества использования сетей 3. Архитектура сетей Литература: 1. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы: Справочная книга. – М.: Финансы и статистика, Бэрри Нанс. Компьютерные сети пер. с англ. – М.: БИНОМ, Основы современных компьютерных технологий под редакцией А.Д. Хомоненко– СПб КОРОНА принт, 1998.

Вопрос 1 Основные определения и термины Сеть – это совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации между связанными друг с другом независимыми устройствами. Сети по территориальному признаку разделяются на: Локальные вычислительные сети (ЛВС) или Local Area Network (LAN), расположенные в одном или нескольких близко расположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в рамках какой-либо организации (корпорации, учреждения), поэтому их называют корпоративными. Распределенные компьютерные сети, глобальные или Wide Area Network (WAN), расположенные в разных зданиях, городах и странах, которые бывают территориальными, смешанными и глобальными. В зависимости от этого глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве примеров распределенных сетей очень большого масштаба можно назвать: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.

В состав сети в общем случае включается следующие элементы: сетевые компьютеры (оснащенные сетевым адаптером); каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, цифровые, волоконно-оптические, радиоканалы и др.); различного рода преобразователи сигналов; сетевое оборудование. Различают два понятия сети: коммуникационная сеть и информационная сеть (рис. 1.1). Коммуникационная сеть предназначена для передачи данных, также она выполняет задачи, связанные с преобразованием данных. Коммуникационные сети различаются по типу используемых физических средств соединения. Информационная сеть предназначена для хранения информации и состоит из информационных систем.

Рис. 1.1 Информационные и коммуникационные сети

Компьютерная сеть состоит из информационных систем и каналов связи. Под информационной системой следует понимать объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу информация. В состав информационной системы входят: компьютеры, программы, пользователи и другие составляющие, предназначенные для процесса обработки и передачи данных Под каналом связи следует понимать путь или средство, по которому передаются сигналы. Средство передачи сигналов называют абонентским, или физическим, каналом.

Логический канал – это путь для передачи данных от одной системы к другой. Логический канал прокладывается по маршруту в одном или нескольких физических каналах. Протокол – это совокупность правил, устанавливающих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими устройствами. Топология – это описание физических соединений в сети, указывающее какие рабочие станции могут связываться между собой. Архитектура – это концепция, определяющая взаимосвязь, структуру и функции взаимодействия рабочих станций в сети.

Вопрос 2. Преимущества использования сетей Соединенные в сеть компьютеры обмениваются информацией и совместно используют периферийное оборудование и устройства хранения информации рис Рис. 1.2 Использование периферийного оборудования

Компьютерная сеть позволит совместно использовать периферийные устройства, включая: принтеры; плоттеры; дисковые накопители; приводы CD-ROM; дисководы; стримеры; сканеры; факс-модемы; Компьютерная сеть позволяет совместно использовать информационные ресурсы: каталоги; файлы; прикладные программы; игры; базы данных; текстовые процессоры.

Вопрос 3 Архитектура сетей Архитектура сети определяет основные элементы сети, характеризует ее общую логическую организацию, техническое обеспечение, программное обеспечение, описывает методы кодирования. Архитектура также определяет принципы функционирования и интерфейс пользователя. В данном курсе будет рассмотрено три вида архитектур: архитектура терминал – главный компьютер; одноранговая архитектура; архитектура клиент – сервер.

Архитектура терминал – главный компьютер (terminal – host computer architecture) – это концепция информационной сети, в которой вся обработка данных осуществляется одним или группой главных компьютеров. Рис. 1.3 Архитектура терминал – главный компьютер

Одноранговая архитектура (peer-to-peer architecture) – это концепция информационной сети, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем системам. Данная архитектура характеризуется тем, что в ней все системы равноправны. Рис. 1.4 Одноранговая архитектура

Одноранговые сети имеют следующие преимущества: они легки в установке и настройке; отдельные ПК не зависят от выделенного сервера; пользователи в состоянии контролировать свои ресурсы; малая стоимость и легкая эксплуатация; минимум оборудования и программного обеспечения; нет необходимости в администраторе; хорошо подходят для сетей с количеством пользователей, не превышающим десяти.

Архитектура клиент – сервер (client-server architecture) – это концепция информационной сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов (рис. 1.5). Рис. 1.5 Архитектура клиент – сервер

Рис. 1.6 Модель клиент-сервер

В сетях с выделенным файловым сервером на выделенном автономном ПК устанавливается серверная сетевая операционная система. Этот ПК становится сервером. Программное обеспечение (ПО), установленное на рабочей станции, позволяет ей обмениваться данными с сервером. Наиболее распространенные сетевые операционная системы: NetWare фирмы Novel; Windows NT фирмы Microsoft; UNIX фирмы AT&T; Linux.

Сети клиент – серверной архитектуры имеют следующие преимущества: позволяют организовывать сети с большим количеством рабочих станций; обеспечивают централизованное управление учетными записями пользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование; эффективный доступ к сетевым ресурсам; пользователю нужен один пароль для входа в сеть и для получения доступа ко всем ресурсам, на которые распространяются права пользователя.