Предмет и объект прикладной информатики (стр. 5 из 34)

Уровень 4, транспортный делит потоки информации на достаточно малые фрагменты (пакеты) для передачи их на сетевой уровень.

Уровень 5, сеансовый отвечает за организацию сеансов обмена данными между оконечными машинами. Протоколы сеансового уровня обычно являются составной частью функций трех верхних уровней модели.

Уровень 6, уровень представления отвечает за возможность диалога между приложениями на разных машинах. Этот уровень преобразовывает данные (кодирование, компрессия и т.п.) прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня.

Уровень 7, прикладной отвечает за доступ приложений в сеть. Задачами этого уровня является перенос файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью.

МОДЕЛЬ TCP/IP Её возможность – объединение различных сетей. Это модель сети с коммутацией пакетов, в основе лежит не имеющий соединений межсетевой уровень. Уровни модели TCP/IP:

1)Уровень приложений:

а) протокол виртуального терминала, позволяет регистрацию на удалённом сервере и работать с ним;

б) протокол переноса файлов;

в) протокол электронной почты;

г) протокол службы имён-доменов;

д) протокол передачи новостей;

2)Транспортный уровень – создан для поддержки связи между приёмными и передающими хостами. На нём реализуются два сквозных протокола TCP и UDP;

3) Межсетевой уровень – обеспечивает возможность каждого хоста посылать пакеты сообщений независимо друг от друга для перемещения их адресатов. Межсетевой уровень определяет формат пакета и протокол (IP протокол). Задача в доставке IP пакета адресату, определение маршрута пакета и недопущение затора транспортной передачи;

4) Канальный уровень (хост-сетевой) – реализует протоколы, которые обеспечивают соединение машины сети и позволяет посылать IP пакеты. Протоколы этого уровня точно не определены, не стандартизированы и меняются от сети к сети.

Топология сети Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети. Ветвь сети - это путь, соединяющий два смежных узла. Узлы сети бывают трёх типов:

оконечный узел - расположен в конце только одной ветви;

промежуточный узел - расположен на концах более чем одной ветви;

смежный узел - такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу. Топология позволяет сравнивать и классифицировать различные сети. Различают три основных вида топологии: 1) Звезда; 2) Кольцо; 3) Шина.

ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах которого устанавливаются терминаторы. Сигнал проходит по сети через все компьютеры, отражаясь от конечных терминаторов.

Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше. Плюсы: отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети; простота и гибкость соединений; недорогой кабель и разъемы; необходимо небольшое количество кабеля; прокладка кабеля не вызывает особых сложностей. Минусы: разрыв кабеля, может исключить нормальную работу всей сети; ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций; трудно обнаружить дефекты соединений; невысокая производительность; при большом объеме передаваемых данных главный кабель может не справляться с потоком информации, что приводит к задержкам.

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО» последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит от компьютера к компьютеру. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети.

ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА» компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству. Рабочая группа, может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами. Плюсы: подключение новых рабочих станций; возможность мониторинга сети; хорошая расширяемость и модернизация. Минусы: отказ от центрального устройства приводит к отключению от сети всех рабочих станций; требуется большое количество кабеля.

Комбинированные топологии

1. «Звезда-Шина» - несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины.

2. Древовидная структура

5. «Снежинка»

5. «Каждый с каждым»

4. Пересекающиеся кольца

Локальные сети при разработке, как правило, имеют симметричную топологию, глобальные—неправильную.

Методы доступа и протоколы сетей

В различных сетях применяются различные сетевые протоколы для обмена данными между рабочими станциями. В 1980 году в Международном институте инженеров (Institute of Electronics Engineers–IEEE). Комитет 802 разработал семейство стандартов IЕЕЕ802. x, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей.

Стандарты семейства IЕЕЕ802.x охватывают 2 уровня модели OSI – физический и канальный, именно они отражают специфику локальных сетей. Старшие уровни, сетевой, имеют общие черты, как для локальных, так и глобальных сетей.

К наиболее распространенным методам доступа относятся: Ethernet, ArcNet и Token Ring, которые реализованы соответственно в стандартах IЕЕЕ802.3, IЕЕЕ802.4 и IЕЕЕ802.5. Для локальных сетей, работающих на оптическом волокне, институтом ASNI был разработан стандарт FDDI, обеспечивающий скорость передачи данных 100 Мбит/с.

В канальный уровень разделяется подуровня, которые называются уровнями:

- управление логическим каналом (LCC - Logical Link Control),

-управление доступом к среде (MAC - Media Access Control).

Уровень управления доступом к среде передачи данных (MAC) появился, так как в локальных сетях используется разделяемая среда передачи данных.

Методы доступа к среде передачи данных (методы доступа к каналам связи)

В локальных сетях, использующих среду передачи данных (топологией шина и физическая звезда), актуальным является доступ рабочих станций к этой среде, если два ПК начинают одновременно передавать данные, то в сети происходит столкновение.

Для того чтобы избежать этих столкновений необходим Шинный арбитраж - это механизм решающий проблему столкновений. Он определяет правила, когда среда свободна, и можно передавать данные. Существуют два метода шинного арбитража в локальных сетях:

- обнаружение столкновений (компьютер сначала слушает, а потом передает)

- передача маркера (чтобы передать данные, компьютер сначала должен получить разрешение)

Прослушивание канала до передачи называется “прослушивание несущей” (carrier sense), а прослушивание во время передачи — обнаружение столкновений (collision detection). Компьютер, поступающий таким образом, использует метод, называющийся “обнаружение столкновений с прослушиванием несущей”, сокращенно CSCD.

Марке должен “поймать” циркулирующий в сети пакет данных специального вида, называемый маркером. Маркер перемещается по замкнутому кругу, минуя поочередно каждый сетевой компьютер.

Каждый раз, когда компьютер должен послать сообщение, он ловит и держит маркер у себя. Как только передача закончилась, он посылает новый маркер в путешествие дальше по сети. Такой подход дает гарантию, что любой компьютер рано или поздно получит право поймать и удерживать маркер до тех пор, пока его собственная передача не закончится.

Классификация сетей (глобальные, региональные, локальные). Адресация в глобальных сетях, сервисы глобальных сетей

Компьютерная (вычислительная) сеть - это совокупность компьютеров и периферийного оборудования, соединенных с помощью каналов связи в единую систему так, что они могут связываться между собой и совместно использовать ресурсы сети.

Классификации вычислительных сетей:

1)по степени территориальной рассредоточенности элементов (глобальные, региональные, локальные, корпоративные.

- глобальные сети (WAN - Wide Area Network);

- региональные сети (MAN - Metropolitan Area Network);

- локальные сети (LAN – Local Area Network).

Отдельный класс: корпоративные вычислительные сети - сеть некоторой корпорации.

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, континентах. Взаимодействие с помощью радиосвязи, спутниковой связи, телефонной линии. Из глобальных - сеть Internet. Основными ячейками Internet являются локальные вычислительные сети.

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов внутри города, региона, страны.

Локальнаявычислительная сеть связывает абонентов, расположенных в пределах небольшой территории.

Локальные сети могут входить как компоненты в состав региональных сетей, региональные - в глобальные и, наконец, глобальные сети могут образовывать сложные структуры.