Levinumad arhitektuurid:

· Ethernet eeter– leviedastus) – levivõrk. See tähendab, et kõik võrgus olevad jaamad saavad kõiki sõnumeid vastu võtta. Topoloogia – lineaarne või tähekujuline. Andmeedastuskiirus 10 või 100 Mbit/s.

· Arcnet ( Manustatud ressursside arvutivõrk– ühendatud ressursside arvutivõrk) – levivõrk. Füüsiline topoloogia on puu. Andmeedastuskiirus 2,5 Mbit/s.

· Token Ring (relee ring network, token passing network) – ringvõrk, milles andmeedastuse põhimõte põhineb sellel, et iga ringsõlm ootab mingi lühikese unikaalse bitijada saabumist – marker– külgnevast eelmisest sõlmest. Märgi saabumine näitab, et sellest sõlmest on võimalik sõnum edasi voolu mööda saata. Andmeedastuskiirus 4 või 16 Mbit/s.

FDDI ( Fiber hajutatud andmeliides) – võrguarhitektuur kiireks andmeedastuseks kiudoptiliste liinide kaudu. Edastuskiirus – 100 Mbit/sek. Topoloogia – topeltrõngas või segatud (sh täht- või puu-alamvõrgud). Maksimaalne jaamade arv võrgus on 1000. Seadmete väga kõrge hind.

sularahaautomaat ( Asünkroonne edastusrežiim) on paljulubav ja kallis arhitektuur, mis pakub digitaalsete andmete, videoteabe ja kõne edastamist samadel liinidel. Edastuskiirus kuni 2,5 Gbps. Optilised sideliinid.

Arvutivõrkude loomisel lahendatakse peamiseks ülesandeks seadmete elektriliste ja mehaaniliste omaduste ühilduvuse tagamine ning infotoe (programmide ja andmete) ühilduvuse tagamine kodeerimissüsteemi ja andmevormingu osas. Selle probleemi lahendus kuulub standardimise valdkonda ja põhineb nn mudelil OSI (Model of Open System Interconnections). OSI mudel loodi Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) tehniliste ettepanekute põhjal.

Arvutivõrkude arhitektuuri tuleks OSI mudeli järgi käsitleda erinevatel tasanditel (tasandite koguarv on kuni seitse). Rakendatakse kõrgeimat taset. Sellel tasemel suhtleb kasutaja arvutisüsteemiga. Madalaim tase on füüsiline. See tagab signaalide vahetamise seadmete vahel. Andmevahetus sidesüsteemides toimub nii, et need liigutatakse ülemiselt tasandilt alumisele, seejärel transporditakse ja lõpuks alumiselt ülemisele tasemele liikumise tulemusena kliendi arvutis taasesitatakse.

Riis. 8. OSI mudeli juhtimistasemed ja protokollid

Vajaliku ühilduvuse tagamiseks töötavad arvutivõrgu arhitektuuri kõigil seitsmel võimalikul tasemel spetsiaalsed standardid, mida nimetatakse protokollideks. Need määravad kindlaks võrgukomponentide riistvaralise interaktsiooni olemuse (riistvaraprotokollid) ning programmide ja andmete (tarkvaraprotokollid) interaktsiooni olemuse. Füüsiliselt täidavad protokolli tugifunktsioone riistvaraseadmed (liidesed) ja tarkvara (protokolli tugiprogrammid). Protokolle toetavaid programme nimetatakse ka protokollideks.

Iga arhitektuuri tase on jagatud kaheks osaks:

· teenuste spetsifikatsioon;

· protokolli spetsifikatsioon.

Teenuse spetsifikatsioon määratleb, mida kiht teeb, ja protokolli spetsifikatsioon määrab, kuidas see seda teeb, ja igal konkreetsel kihil võib olla rohkem kui üks protokoll.

Vaatame iga tarkvarakihi funktsioone:

1. Füüsiline kiht loob ühendused füüsilise kanaliga, seega katkestab ühenduse ja haldab kanalit. Määratakse kindlaks andmeedastuskiirus ja võrgu topoloogia.

2. Andmeside kiht lisab edastatavatele teabemassiividele abisümbolid ja jälgib edastatavate andmete õigsust. Siin on edastatav teave jagatud mitmeks paketiks või kaadriks. Iga pakett sisaldab allika ja sihtkoha aadresse ning veatuvastust.

3. Võrgukiht määrab võrkudevahelise teabe edastamise marsruudi, tagab veakäsitluse ja haldab ka andmevoogusid. Võrgukihi põhiülesanne on andmete marsruutimine (andmeedastus võrkude vahel).

4. Transpordikiht ühendab madalamad tasemed (füüsiline, kanal, võrk) ülemiste tasanditega, mis on realiseeritud tarkvaras. See tase eraldab võrgus andmete genereerimise vahendid nende edastamise vahenditest. Siin jagatakse info teatud pikkuse järgi ja täpsustatakse sihtkoha aadress.

5. Seansikiht haldab suhtlusseansse kahe interakteeruva kasutaja vahel, määrab sideseansi alguse ja lõpu, sideseansi aja, kestuse ja režiimi, sünkroniseerimispunktid vahepealseks juhtimiseks ja taastamiseks andmeedastuse ajal; Taastab ühenduse pärast sideseansi ajal ilmnenud vigu ilma andmeid kaotamata.

6. Esindaja – juhib andmete esitamist kasutajaprogrammi poolt nõutud kujul, teostab andmete tihendamist ja lahtipakkimist. Selle taseme ülesanne on teisendada andmed teabe edastamisel vormingusse, mida kasutatakse infosüsteemis. Andmete vastuvõtmisel teostab see andmete esituskiht pöördteisendust.

7. Rakenduskiht suhtleb faile teenindavate rakendusvõrgu programmidega ning teostab ka arvutus-, teabeotsingu-, teabe loogilisi teisendusi, meilisõnumite edastamist jne. Selle taseme põhiülesanne on pakkuda kasutajale mugavat liidest.

Erinevatel tasanditel vahetatakse erinevaid infoühikuid: bitte, kaadreid, pakette, seansisõnumeid, kasutajateateid.

Võrguarhitektuur on topoloogia, juurdepääsumeetodi ja standardite kombinatsioon, mis on vajalik funktsionaalse võrgu loomiseks.

Topoloogia valiku määrab eelkõige selle ruumi paigutus, kus LAN on juurutatud. Lisaks on suur tähtsus võrguseadmete ostmisel ja paigaldamisel, mis on ettevõtte jaoks oluline küsimus ka siinne hinnaklass.

Tähetopoloogia on produktiivsem struktuur (joonis 6). Iga arvuti, sealhulgas server, on ühendatud eraldi kaablisegmendiga kesklülitiga (joonis 7).

Joonis 6 – tähe topoloogia

Joonis 7 - Võrgulüliti

Sellise võrgu peamine eelis on selle vastupidavus tõrgetele, mis tekivad üksikute arvutite probleemide või võrgukaabli kahjustuste tõttu.

Kohalike võrkude teabevahetuse kõige olulisem tunnus on nn juurdepääsumeetodid, mis reguleerivad tööjaama juurdepääsu võrguressurssidele ja andmete vahetamise järjekorda.

Lühend CSMA/CD peidab ingliskeelset väljendit “Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection” (multiple access with carrier sensing and collision detection). Seda meetodit kasutades saavad kõik arvutid võrdse juurdepääsu võrgule. Iga tööjaam kontrollib enne andmeedastuse alustamist, kas kanal on vaba. Edastamise lõpus kontrollib iga tööjaam, kas saadetud andmepakett on adressaadini jõudnud. Kui vastus on eitav, kordab sõlm andmeedastuse/vastuvõtu juhtimistsüklit ja nii edasi, kuni saab teate adressaadi poolt teabe edukast vastuvõtmisest.

Kuna see meetod on end hästi tõestanud väikestes ja keskmise suurusega võrkudes, sobib see meetod ettevõtetele. Lisaks kasutab Etherneti võrgu arhitektuur, mida ettevõtte võrk kasutab, täpselt seda juurdepääsumeetodit.

Etherneti spetsifikatsiooni pakkus välja Xerox Corporation seitsmekümnendate lõpus. Hiljem liitusid selle projektiga Digital Equipment Corporation (DEC) ja Intel Corporation. 1982. aastal avaldati Etherneti spetsifikatsiooni versioon 2.0. Etherneti baasil töötas IEEE Instituut välja IEEE 802.3 standardi.

Praegu on kõige populaarsem tehnoloogia, mis kasutab keerdpaarkaablit (10Base - T). See kaabel ei tekita paigaldamise ajal raskusi.

Võrk, mis põhineb keerdpaaril, erinevalt õhukesest ja paksust koaksiaalvõrgust, on ehitatud tähe topoloogia abil. Tärni topoloogiat kasutava võrgu ehitamiseks on vaja rohkem kaablit (kuid keerdpaarkaablite hind pole kõrge). Sellisel skeemil on ka hindamatu eelis – kõrge veataluvus. Ühe või mitme tööjaama rike ei too kaasa kogu süsteemi riket. Tõsi, kui jaotur ebaõnnestub, mõjutab selle rike kõiki selle kaudu ühendatud seadmeid.

Selle valiku teiseks eeliseks on võrgu laiendamise lihtsus, kuna täiendavate jaoturite (kuni neli järjestikku) kasutamisel on võimalik ühendada suur hulk tööjaamu (kuni 1024). Varjestamata keerdpaari (UTP) kasutamisel ei tohiks jaoturi ja tööjaama vaheline segmendi pikkus ületada 100 meetrit, mida ettevõttes ei järgita.

Järgmine oluline aspekt võrgu planeerimisel on võrguressursside (printerid, faksid, modemid) jagamine.

Loetletud ressursse saab kasutada nii peer-to-peer võrkudes kui ka spetsiaalse serveriga võrkudes. Peer-to-peer võrgu puhul tulevad aga koheselt esile selle puudused. Loetletud komponentidega töötamiseks tuleb need paigaldada tööjaamale või sellega ühendatud välisseadmetele. Kui see jaam on keelatud, muutuvad kõik komponendid ja nendega seotud teenused kollektiivseks kasutamiseks kättesaamatuks.

Serveriga võrkudes on selline arvuti definitsiooni järgi olemas. Võrguserver ei lülitu kunagi välja, välja arvatud lühikeste hoolduspeatuste korral. See tagab tööjaamadele 24/7 juurdepääsu võrgu välisseadmetele.

Ettevõttel on kümme printerit: igas eraldi ruumis. Administratsioon läks meeskonnale kõige mugavamate töötingimuste loomise arvelt.

Nüüd on küsimus printeri ühendamises kohtvõrguga. Selleks on mitu võimalust.

Ühendus tööjaamaga.

Printer loob ühenduse talle lähima tööjaamaga, mille tulemusena saab sellest tööjaamast prindiserver. Selle ühenduse puuduseks on see, et printimistööde tegemisel tööjaama jõudlus mõneks ajaks langeb, mis mõjutab printeri intensiivsel kasutamisel rakendusprogrammide tööd negatiivselt. Peale selle, kui masin on välja lülitatud, muutub prindiserver teistele sõlmedele kättesaamatuks.

Otseühendus serveriga.

Printer ühendatakse spetsiaalse kaabli abil serveri paralleelpordiga. Sel juhul on see kõikidele tööjaamadele pidevalt kättesaadav. Selle lahenduse puuduseks on printeri kaabli pikkuse piiratus, mis tagab korrektse andmeedastuse. Kuigi kaablit saab venitada 10 meetrit või rohkem, tuleb see paigaldada kastidesse või lagedesse, mis suurendab võrgu korraldamise kulusid.

Ühendage võrguga spetsiaalse võrguliidese kaudu.

Printer on varustatud võrguliidesega ja ühendub võrku tööjaamana. Liidesekaart töötab võrguadapterina ja printer on serveris registreeritud LAN-sõlmena. Serveritarkvara saadab prinditööd võrgu kaudu otse ühendatud võrguprinterile.

Siini topoloogiaga võrkudes ühendatakse võrguprinter, nagu ka tööjaamad, võrgukaabliga T-pistiku abil ja tähe kasutamisel - jaoturi kaudu.

Liidesekaardi saab paigaldada enamikesse printeritesse, kuid selle maksumus on üsna kõrge.

Ühendage spetsiaalse prindiserveriga.

Kolmanda võimaluse alternatiiviks on kasutada spetsiaalseid prindiservereid. Selline server on võrguliides, mis on paigutatud eraldi korpusesse ja millel on üks või mitu pistikut (porti) printerite ühendamiseks. Kuid sellisel juhul on prindiserveri kasutamine ebapraktiline.

Meie puhul on spetsiaalse võrguprinteri paigaldamise, printerile eraldi liidesekaardi ostmise kahjumlikkuse tõttu kõige sobivam viis võrguprinteri ühendamiseks tööjaamaga ühendamine. Seda otsust mõjutas ka asjaolu, et printerid asuvad nende tööjaamade läheduses, kus vajadus printeri järele on kõige suurem.

KURSUS “ARVUTIINFOTEHNOLOOGIAD”

TEEMA 5a

VÕRGU INFOTEHNOLOOGIAD

Arvutivõrkude kontseptsioon

Arvutivõrk (CN) on mitme arvuti või arvutussüsteemi kogum, mis on omavahel sidevahendite abil ühendatud, et info- ja arvutustöö tegemisel tõhusalt kasutada arvutus- ja inforessursse.

Probleemid, mida saab lahendada kohtvõrgus töötavate personaalarvutite abil:

1. Failide eraldamine. (võimaldab paljudel kasutajatel samaaegselt töötada sama failiga, mis on salvestatud kesksesse failiserverisse);

2. Failiedastus (võimaldab kiirelt kopeerida mis tahes suurusega faile ühest arvutist teise);

3. Juurdepääs teabele ja failidele (võimaldab käivitada rakendusprogramme mis tahes arvutivõrgu tööjaamast);

4. Rakendusprogrammide ühiskasutus (võimaldab kahel kasutajal kasutada sama programmi koopiat);

5. Samaaegne andmete sisestamine rakendusprogrammidesse (võrgustatud rakendusprogrammid võimaldavad mitmel kasutajal samaaegselt sisestada nende programmide tööks vajalikke andmeid);

6. Printeri, salvestusruumi jne eraldamine.

Globaalses mastaabis suudavad arvutivõrgud lahendada järgmisi probleeme:

1. Teabe edastamine kõigi inimtegevuse valdkondade kohta;

2. Elektrooniline side (e-post, telekonverentsid jne).

Praegu jagunevad arvutivõrgud territoriaalse asukoha järgi:

1. Kohalikud arvutivõrgud, LAN võrgud (Local Area Network);

2. Regionaalsed arvutivõrgud, MAN võrgud (Metropolitan Area Network);

3. Globaalsed arvutivõrgud, WAN-võrgud (Wide Area Network).

Ettevõttevõrk on reeglina suletud arvutivõrk, mis võib hõlmata ettevõtte väikeste, keskmiste ja suurte filiaalide LAN-võrkude segmente, mis on integreeritud keskkontori MAN ja WAN arvutivõrkudega, kasutades ülemaailmsete arvutivõrkude võrgutehnoloogiaid.

Arvutivõrgud on kompleksne kompleks, mis sisaldab tehnilisi, tarkvara ja infovahendeid.

Tehnilised vahendid on järgmised:

1. Erinevat tüüpi arvutid (superarvutitest väikese võimsusega arvutiteni);

2. Arvutikeskusi või võrguservereid ja kliendimasinaid ühendav transpordi (telekommunikatsiooni) andmeedastusvahend;

3. Adapterid (võrgukaart), kommutaatorid, jaoturid, lüüsid, ruuterid ja muud võrguseadmed arvutite ühendamiseks transporditelekommunikatsiooni keskkonda ja arvutivõrgu topoloogia korraldamiseks.

Jaotur (HUB) on loodud võrguelementide vaheliste konfliktide äratundmiseks ja nende kõrvaldamiseks, samuti võrgusisese teabevoogude sünkroonimiseks.

Lüliti on riistvaraseade, mis võimaldab infopakettide vastuvõtmist, vastuvõtmist ja suunamist.

Ruuter on mõeldud mitme kohaliku võrgu vahelise ühenduse korraldamiseks, nende ühendamiseks kõrgema taseme võrkudeks ja teabevoogude jaotamiseks võrgusegmentide vahel.

Arvutivõrgu tarkvara koosneb kolmest osast: üld-, eri- ja süsteemitarkvarast.

Üldine CS-tarkvara sisaldab:

1. Operatsioonisüsteem (vastutab ülesannete ja andmevoogude jaotamise eest serverite ja võrgu klientarvutite vahel, haldab üksikute võrguserverite ühendamist ja lahtiühendamist, tagab võrgu koordineerimise dünaamika);

2. Programmeerimissüsteem (sisaldab tööriistu klient/server tehnoloogiat kasutavate programmide loomise, nende tõlkimise ja silumise automatiseerimiseks);

3. Hooldussüsteem (on programmide kogum riist- ja tarkvaraside toimimise kontrollimiseks ja takistamiseks).

Arvutivõrgu arhitektuur

Arvutivõrkude arhitektuuri saab vaadelda kahest vaatenurgast:

1. CS topoloogia seisukohalt, s.o. kuidas on võrgustik füüsilisel tasandil organiseeritud;

2. Selle loogilise korralduse seisukohalt, mis hõlmab selliseid küsimusi nagu kasutajate juurdepääsu korraldamine CS teaberessurssidele, nende hierarhia, arvutitevahelised suhted, CS segmendid, teaberessursside jaotus üle võrgu (serverid, andmebaasid jne) , võrguhaldus tervikuna jne.

Arvutivõrkude ehitamisel on oluline valida üksikute arvutite vaheliste ühenduste füüsiline korraldus, s.o. võrgu topoloogia. Topoloogia on kohtvõrgu füüsiliste ühenduste (või sõlmedevaheliste loogiliste ühenduste) kirjeldus, mis näitab, millised sõlmede paarid saavad omavahel suhelda.

Kõige tavalisemad topoloogiad on:

1. Siin - kaabel, mis ühendab sõlmed võrku (arvutid on ühendatud ühe ühise kaabliga (siiniga), mille kaudu toimub arvutitevaheline infovahetus, eelised - kaablite odavus ja lihtsus üksikutes ruumides, puudused - madal töökindlus kuna jagatud kaabli mis tahes defekt halvab täielikult kogu võrgu ja ka madal jõudlus, kuna igal ajal saab võrku andmeid edastada ainult üks arvuti);

2. Tärn - võrgusõlmed ühendatakse keskusega kodarakaablitega (näitab iga arvuti ühendamist eraldi kaabliga võrgu keskel asuva jaoturiga, eelised - kõrge töökindlus, puudused - kõrge hind);

3. Ring - sõlmed on ühendatud suletud kõvera võrku (andmed edastatakse mööda rõngast ühest arvutist teise, tavaliselt ühes suunas, kui arvuti tunneb andmed ära kui "oma", siis ta aktsepteerib neid; sellised võrgud on kasutatakse juhul, kui edastatud andmete kontrollimiseks on vaja teavet, kuna andmed, olles teinud täieliku pöörde, naasevad lähtearvutisse);

4. Segatopoloogia – kombinatsioon ülaltoodud topoloogiatest.

Koos arvutivõrgu topoloogiaga, mis määrab CS ehituse füüsilisel tasandil, määrab arvutivõrgu arhitektuur kasutajate, arvutite ja CS ressursside vahelise interaktsiooni struktuuri loogilisel tasandil. Just sellel tasemel määrab haldur kontseptuaalselt kindlaks, millistel kasutajatel või kasutajate rühmadel on õigus pääseda juurde teatud arvutivõrgu ressurssidele (arvutid, võrguseadmed, failid jne) ja kus need ressursid asuvad. Arvutivõrgu administraator rakendab valitud poliitikat võrguhaldustööriistade abil.

Loogilisel tasandil võivad kohalikud võrgud olla:

1. Peer-to-peer LAN on võrk, milles kõigil arvutitel on võrdsed õigused ja mis võivad toimida nii ressursside kasutajate (klientide) kui ka nende pakkujatena (serveritena), andes teistele sõlmedele õiguse pääseda juurde kõikidele või osadele kohalikele ressurssidele. nende käsutuses (failid, printerid, programmid);

2. LAN spetsiaalse serveriga. Arvutivõrkude efektiivseks haldamiseks kasutatakse spetsiaalse arvutiga (spetsiaalse serveriga) võrke.

Arvutivõrgu servereid on palju, näiteks prindiserver, andmebaasiserver, rakendusserver, failiserver jne. Erinevalt ülalloetletutest haldab arvutivõrgu server võrku ja sisaldab eelkõige andmebaase, mis sisaldavad võrgukasutajate kontosid, mis määravad nende juurdepääsupoliitika CS ressurssidele.

Arvutivõrkudes, kus on spetsiaalne server, on tööjaamad ühendatud spetsiaalsete serveritega ja serverid on omakorda grupeeritud domeenideks.

Domeen on arvutite ja välisseadmete rühm, millel on ühine turvasüsteem. OSI-s (seda käsitletakse allpool) kasutatakse mõistet "domeen" keerukate hajutatud süsteemide haldusjaotuse tähistamiseks. Internetis osa nimehierarhiast.

Domeenivõrk võimaldab teil:

1. Lihtsustada tsentraliseeritud võrguhaldust;

2. Hõlbustada võrkude loomist, kombineerides olemasolevaid võrgufragmente;

3. Tagage kasutajatele ühekordne võrgus registreerimine, et pääseda ligi infosüsteemi kõikidele serveritele ja ressurssidele, sõltumata registreerimiskohast.

Arvutivõrgu arhitektuuri määrav oluline tegur on selle skaleeritavus ja eelkõige domeeniarhitektuur.

Domeenide kombineerimisel tuleks eristada kolme peamist suhtemudelit:

1. Peadomeeni mudel (üks domeenidest on kuulutatud peamiseks ja see salvestab kõigi võrgukasutajate kirjed, ülejäänud domeenid on ressursidomeenid, kõik ressursi domeenid usaldavad põhidomeeni, mis on põhidomeen, see arhitektuur ei skaleeri hästi (domeenide arv muutub) );

2. Mudel mitme peadomeeniga (mitu domeeni on kuulutatud peamiseks ja igaüks neist salvestab võrgukasutajate alamhulga kontod, ülejäänud domeenid on teisejärgulised, see mudel skaleerub hästi);

3. Täiesti usaldusväärne mudel (peadomeen puudub ja igaüks neist võib sisaldada nii kontosid kui ressursse; see mudel sobib hästi suvaliselt suurte võrkude loomiseks, kuid on äärmiselt keeruline võrgu haldamiseks).

5.3. Internet\Intraneti tehnoloogiad

Internet ehitati algselt üles suure hulga olemasolevaid kohalikke ühendava võrguna ja selle eelkäija, nagu juba mainitud, oli ARPANET. Interneti loomise idee tekkis vajadusest ehitada tõrkekindel võrk, mis võiks jätkata tööd ka siis, kui suurem osa sellest muutuks töövõimetuks. Lahenduseks oli luua võrk, kus infopakette saaks ühest sõlmest teise edastada ilma igasuguse keskse juhtimiseta. Kui võrgu põhiosa on maas, peavad paketid oma sihtkohta jõudmiseni võrgus ringi liikuma. Samas peab võrk olema piisavalt vastupidav võimalikele vigadele pakettide edastamisel, s.t. omama paketikontrolli mehhanismi ja jälgima teabe edastamist.

Interneti aluseks on TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) protokollipinn. TCP tagab, et saatvas arvutis jagatakse saadetud sõnum tükkideks, nn datagrammideks, taastatakse sõnum vastuvõtvas arvutis sissetulevatest datagrammidest vajalikus järjekorras ning edastamata või kahjustatud datagrammid saadetakse uuesti. IP täidab üksikute datagrammide marsruutimise ja adresseerimise funktsioone. TCP/IP-pinn töötati algselt välja ARPANETi jaoks ja seda peeti pakettkommutatsioonivõrgu eksperimentaalseks protokolliks. Katse andis positiivse tulemuse ja see protokoll võeti vastu tööstuslikuks kasutamiseks ning seejärel laiendati ja täiustati mitme aasta jooksul. 1983. aastal teatas USA kaitseministeerium üleminekust Interneti-tehnoloogiale. See tähendas, et nüüdsest peavad kõik globaalsesse võrku ühendatud arvutid kasutama TCP/IP pinu.

Põhjuseid, miks Interneti aluseks valiti TCP/IP-protokollid, on palju. Esiteks on see võimalus töötada nende protokollidega nii kohalikes kui ka globaalsetes võrkudes. Lisaks tagavad need protokollid erinevaid operatsioonisüsteeme töötavate arvutite koostoime.

Nagu eespool mainitud, on IP-protokolli eesmärk sõnumipakettide marsruutimine. Kohalike võrkude vaheline marsruutimine toimub vastavalt IP-aadressidele. IP-aadressi määrab võrguadministraator arvutite ja ruuterite konfigureerimise ajal. IP-aadress koosneb kahest osast: kohaliku võrgu numbrist ja sellel olevast hostinumbrist. Host on võrguüksus, mis võib saata ja vastu võtta IP-aadresse, näiteks arvuti või ruuter.

Kohaliku võrgu number kui Interneti lahutamatu osa määratakse Interneti spetsiaalse osakonna - Interneti-võrgu teabekeskuse (InterNIC) - soovitusel. Tavaliselt hangivad InterNICi aadressivahemikud Interneti-teenuste pakkumisega tegelevad spetsiaalsed organisatsioonid - pakkujad. Viimased jagavad oma abonentide vahel IP-aadresse. Kohaliku võrgu hostinumbri määrab administraator meelevaldselt. IP-aadress on 4 baiti pikk ja see kirjutatakse tavaliselt nelja numbrina, mis tähistavad iga baidi väärtust kümnendsüsteemis, eraldatuna punktidega (näiteks 128.9.1.28). Kõik IP-aadressid ja seega ka Internetti ühendatud võrgud on jagatud nelja klassi: klass A, klass B, klass D ja klass E. A-klassi võrgud on mõeldud kasutamiseks peamiselt suurtele organisatsioonidele, kuna selliseid võrke on 126 Kuid nendes on hostide arv 16 777 216, millel on 65 536 võrku ja sama palju hoste. Klass C määratleb 16 777 216 võrku ja igas võrgus ainult 256 arvutit. D-klassi võrgud on eriklass, st. sellised IP-aadressid määratakse kindlatele võrkudele ja klass E on reserveeritud edaspidiseks kasutamiseks.

Kuna Internetis töötades on digitaalse võrguaadressi kasutamine äärmiselt ebamugav, kasutatakse numbrite asemel sümboolseid nimesid, mida nimetatakse domeeninimedeks.

Domeen on arvutite rühm, mida ühendab üks nimi. Sümboolsed nimed annavad kasutajale võimaluse Interneti küberruumis paremini navigeerida, kuna nime meeldejätmine on alati lihtsam kui digitaalaadress. Nimede teisendamiseks digitaalseteks aadressideks on välja töötatud spetsiaalne DNS-süsteem (Domain Name System), mille rakendamiseks loodi spetsiaalne DNS-võrgu protokoll. Lisaks on võrku loodud spetsiaalsed infootsingu arvutiserverid (DNS-serverid). DNS-serverid pakuvad sümboolsete aadresside ja füüsiliste digitaalsete IP-aadresside vahelist vastavust Interneti kaudu. Igal domeenil peab olema oma DNS-server. Selle tulemusena töötab Internetis tohutult palju DNS-servereid, mis salvestavad oma domeeni hostinimesid (alamdomeene). Sarnaselt digitaalsele IP-aadressile eraldatakse serveri nimi punktidega, et hõlbustada domeenisisese nimede alusel hierarhia loomist. Nime konstrueerimise reeglite järgi seatakse hierarhia paremalt vasakule. Näiteks aadressil www.microsoft.com on tippdomeen com. Nime järgi saate teavet organisatsiooni profiili või asukoha kohta. Kuus tippdomeeni on määratletud järgmiselt: valitsus – valitsusorganisatsioonid, mil – sõjaväeorganisatsioonid, haridus – haridusorganisatsioonid, kaubanduslikud organisatsioonid, org – avalikud organisatsioonid, võrk – võrguteenuseid pakkuvad organisatsioonid, tavaliselt piirkondlikud võrguorganisatsioonid.

Lisaks on kõigil maailma riikidel oma sümboolne nimi, mis näitab selle riigi tippdomeeni. Näiteks poolt-Valgevene, de-Saksamaa, us-USA, ru-Vene jne.

Võrgu arhitektuur

Arvuti arhitektuur on selle kirjeldus mingil üldisel tasemel, sealhulgas kasutaja programmeerimisvõimaluste, käsusüsteemide, aadressisüsteemide, mälukorralduse jne kirjeldus. Arhitektuur määrab ära arvuti peamiste loogiliste sõlmede (protsessor, RAM, välismälu ja välisseadmed) tööpõhimõtted, infoühendused ja omavahelised ühendused. Erinevate arvutite ühine arhitektuur tagab nende ühilduvuse kasutaja seisukohalt.

Arvuti struktuur on selle funktsionaalsete elementide ja nendevaheliste seoste kogum. Elementideks võivad olla väga erinevad seadmed – arvuti peamistest loogilistest sõlmedest kuni kõige lihtsamate ahelateni. Arvuti struktuur on graafiliselt kujutatud plokkskeemidena, mille abil saab kirjeldada arvutit igal detailsustasemel.

Levinumad arhitektuursed lahendused on:

Klassikaline arhitektuur (von Neumanni arhitektuur) - üks aritmeetika-loogiline üksus (ALU), mida läbib andmevoog, ja üks juhtseade (CU), mida läbib käsuvoog - programm See on üheprotsessoriga arvuti.

Seda tüüpi arhitektuur hõlmab ka ühise siiniga personaalarvuti arhitektuuri. Kõik siinsed funktsionaalsed plokid on omavahel ühendatud ühise siiniga, mida nimetatakse ka süsteemisiiniks.

Füüsiliselt on selgroog mitmejuhtmeline liin, millel on pistikupesad elektroonikaahelate ühendamiseks. Magistraaljuhtmete komplekt on jagatud eraldi rühmadesse: aadresssiin, andmesiin ja juhtsiin.

Välisseadmed (printer jne) ühendatakse arvuti riistvaraga spetsiaalsete kontrollerite - välisseadmete juhtimisseadmete kaudu.

Kontroller on seade, mis ühendab välisseadmeid või sidekanaleid keskprotsessoriga, vabastades protsessori selle seadme töö otsesest juhtimisest.

Võrguarhitektuur on sarnane hoonete arhitektuuriga. Hoone arhitektuur peegeldab ehitusstiili ja ehitamiseks kasutatud materjale. Võrguarhitektuur ei kirjelda mitte ainult võrguseadmete füüsilist paigutust, vaid ka kasutatavate adapterite ja kaablite tüüpi. Lisaks määrab võrgu arhitektuur kaabli kaudu andmete edastamise meetodid.

Võrgu arhitektuur

Võrguarhitektuur määratleb võrgu põhielemendid, iseloomustab selle üldist loogilist korraldust, riistvara, tarkvara ning kirjeldab kodeerimismeetodeid. Arhitektuur määrab ka tööpõhimõtted ja kasutajaliidese.

See kursus hõlmab kolme tüüpi arhitektuuri:

arhitektuuri terminal - põhiarvuti;

peer-to-peer arhitektuur;

klient-server arhitektuur.

Arhitektuuriterminal - põhiarvuti

Terminal – hostarvuti arhitektuur on infovõrgu mõiste, milles kogu andmetöötlust teostab üks või rühm hostarvuteid.

Vaadeldav arhitektuur hõlmab kahte tüüpi seadmeid:

Põhiarvuti, kus toimub võrguhaldus, andmete salvestamine ja töötlemine.

Terminalid, mis on loodud käskude edastamiseks peremeesarvutisse seansside korraldamiseks ja ülesannete täitmiseks, andmete sisestamiseks ülesannete täitmiseks ja tulemuste saamiseks.

Hostarvuti suhtleb terminalidega andmeedastusmultiplekserite (MTD) kaudu.

Klassikaline näide hostvõrgu arhitektuurist on System Network Architecture (SNA).

Peer-to-peer arhitektuur

Peer-to-peer arhitektuur on infovõrgu kontseptsioon, milles selle ressursid on hajutatud kõigis süsteemides. Seda arhitektuuri iseloomustab asjaolu, et kõigil selles sisalduvatel süsteemidel on võrdsed õigused.

Peer-to-peer võrkude hulka kuuluvad väikesed võrgud, kus iga tööjaam saab samaaegselt täita failiserveri ja tööjaama funktsioone. Peer-to-peer LAN-ides saab jagada kettaruumi ja faile mis tahes arvutis. Ressursi jagamiseks tuleb seda jagada võrku ühendatud peer-to-peer operatsioonisüsteemide kaugjuurdepääsu teenuste abil. Sõltuvalt sellest, kuidas andmekaitse on seadistatud, saavad teised kasutajad faile kohe pärast nende loomist kasutada. Peer-to-peer LAN-id on piisavalt head ainult väikeste töörühmade jaoks.

Klient-server arhitektuur

Klient-server on andmetöötlus- või võrguarhitektuur, milles ülesanded või võrgukoormus jaotatakse teenusepakkujate, mida nimetatakse serveriteks, ja teenuse klientide, mida nimetatakse klientideks, vahel. Sageli suhtlevad kliendid ja serverid arvutivõrgu kaudu ja need võivad olla kas erinevad füüsilised seadmed või tarkvara

Eelised

Võimaldab enamikul juhtudel jaotada arvutussüsteemi funktsioone mitme sõltumatu arvuti vahel võrgus. See muudab arvutisüsteemi hooldamise lihtsamaks. Eelkõige ei mõjuta kliente serveri asendamine, parandamine, uuendamine või teisaldamine.

Kõik andmed salvestatakse serverisse, mis on reeglina palju paremini kaitstud kui enamik kliente. Lubade juhtelemente on serveris lihtsam jõustada, et võimaldada andmetele juurdepääsu ainult vastavate juurdepääsuõigustega klientidele.

Võimaldab kombineerida erinevaid kliente. Erinevate riistvaraplatvormide, operatsioonisüsteemide jms kliendid saavad sageli kasutada ühe serveri ressursse.

Puudused

Serveri rike võib muuta kogu arvutivõrgu töövõimetuks.

Selle süsteemi töö toetamiseks on vaja eraldi spetsialisti – süsteemiadministraatorit.

Seadmete kõrge hind.

Mitmetasandiline klient-server arhitektuur

Mitmetasandiline klient-server arhitektuur on klient-server arhitektuuri tüüp, mille puhul andmetöötlusfunktsiooni teostatakse ühes või mitmes eraldi serveris. See võimaldab serverite ja klientide võimaluste tõhusamaks kasutamiseks eraldada andmete salvestamise, töötlemise ja esitamise funktsioonid.

Mitmetasandilise arhitektuuri erijuhud:

Kolmetasandiline arhitektuur

Spetsiaalne serverivõrk

Spetsiaalne serverivõrk (kliendi/serveri võrk) on kohtvõrk (LAN), milles võrguseadmed on tsentraliseeritud ja mida juhib üks või mitu serverit. Üksikud tööjaamad või kliendid (nt arvutid) peavad serveri(te) kaudu pääsema juurde võrguressurssidele.

Võrgu arhitektuurid

Võrguarhitektuurid jagunevad andmeedastuskiiruse, edastusmeediumi, teostusvõimaluste ja topoloogia järgi

Ethernet. 10 Mbps.

• 10BaseT (keerdpaar);
• 10Base2 (õhuke koaksiaal);
• 10Base5 (paks koaksiaal);
• 10BaseFL (kiudoptiline).

10Base2 või õhuke Ethernet

10Base5

IEEE 10Base5 ehk paks Ethernet on teiste seas vanim standard. Hetkel on raske leida müügiks uusi seadmeid selle standardi alusel võrgu ehitamiseks. Selle peamised parameetrid:

10Base-T või Ethernet keerdpaari kaudu

1990. aastal avaldas IEEE 802.3 spetsifikatsiooni keerdpaar-Etherneti võrgu ehitamiseks. l0BaseT (10 – edastuskiirus 10 Mbit/s, Base – kitsasriba, T – keerdpaar) – Etherneti võrk, mis tavaliselt kasutab arvutite ühendamiseks varjestamata keerdpaari (UTP). Varjestatud keerdpaari (STP) saab aga kasutada ka lOBaseT topoloogias ilma selle parameetrite muutmata. Enamik seda tüüpi võrke on ehitatud tähe kujul, kuid signaali edastamise süsteem on siin, nagu ka muud Etherneti konfiguratsioonid. Tavaliselt toimib lOBaseT võrgujaotur mitme pordiga repiiterina ja asub sageli hoone jaotusriiulis. Iga arvuti ühendub jaoturiga ühendatud kaabli teise otsaga ja kasutab kahte paari juhtmeid: ühte vastuvõtmiseks ja ühte edastamiseks. Segmendi l0BaseT maksimaalne pikkus on 100 m (328 jalga). Minimaalne kaabli pikkus on 2,5 m (umbes 8 jalga). L0BaseT-võrk võib teenindada kuni 1024 arvutit.

10BaseFL

10BaseFL (10 - 10 Mbps edastuskiirus, Base - kitsasriba edastus, FL - fiiberoptiline kaabel) on Etherneti võrk, milles arvutid ja repiiterid on ühendatud fiiberoptilise kaabli abil. 10BaseFL-i populaarsuse peamiseks põhjuseks on võimalus panna kaablit repiiterite vahele pikkade vahemaade tagant (näiteks hoonete vahel). 10BaseFL segmendi maksimaalne pikkus on 2000 m.

Ethernet. 100 Mbps.

Uued Etherneti standardid võimaldavad ületada 10 Mbit/s edastuskiirust. On mitmeid Etherneti standardeid, mis vastavad kõrgendatud nõuetele, vaatame neist kahte.

• 100BaseVG-AnyLAN Ethernet;
• 100BaseX Ethernet (kiire Ethernet).

Nii Fast Ethernet kui ka 100 Base VG-Any LAN on umbes viis kuni kümme korda kiiremad kui tavaline Ethernet. Lisaks ühilduvad need olemasoleva 10BaseT kaabeldusega. See tähendab, et üleminek l0BaseT-lt nendele standarditele on üsna lihtne ja kiire.

100VG-AnyLAN

100VG (Voice Grade) AnyLAN on uus võrgutehnoloogia, mis ühendab Etherneti ja Token Ringi elemente. Seda tehnoloogiat, mille on välja töötanud Hewlett-Packardi, täiustatakse praegu IEEE 802.12 standardiga. 802.12 spetsifikatsioon on standard 802.3 Etherneti kaadrite ja 802.5 Token Ring pakettide edastamiseks. Sellel tehnoloogial on mitu nime:

• l00VG-AnyLAN;
• 100Base VG;
• AnyLAN.

Tehnilised andmed

Loetleme mõnede praegu olemasolevate l00VG-AnyLAN spetsifikatsioonide võimalused:

• minimaalne andmeedastuskiirus 100 Mbit/s;
• Toetab 3., 4. või 5. kategooria keerdpaarkaablil ja fiiberoptilisel kaablil põhinevat kaskaadset topoloogiat;
• juurdepääsumeetod päringu prioriteedi järgi (seal on kaks prioriteedi taset: madal ja kõrge);
• jaoturis isiklikult adresseeritud kaadrite filtreerimistööriistade tugi (konfidentsiaalsusastme suurendamiseks);
• Etherneti ja Token Ringi kaadri edastamise tugi.

Topoloogia

100VG-AnyLAN võrk on üles ehitatud tähetopoloogiat kasutades, kus kõik arvutid on ühendatud jaoturiga. Võrku saab laiendada, lisades kesksele, “ema” jaoturile “laps” jaoturid, mis käsitleb neid samamoodi nagu arvutid, s.t. vanemate jaoturid juhivad oma "lastega" ühendatud arvutite edastamist.

Mõned mõtted

Esitatud tehnoloogia nõuab spetsiaalsete rummude ja plaatide kasutamist. Lisaks on 100BaseVG kaabli pikkus võrreldes 10BaseT ja muude Etherneti rakendustega piiratud: 100BaseVG jaoturist arvutiteni viiva kaablipaari kogupikkus ei tohi ületada 250 m. Selle piirangu ületamiseks tuleb kasutada spetsiaalseid seadmeid. Kaabli pikkuse piirangud põhjustavad 100BaseVG-d, mis nõuavad rohkem kaablihoidjaid kui 10BaseT.

100BaseX Ethernet

See standard, mida mõnikord nimetatakse ka Fast Ethernetiks, on olemasoleva Etherneti standardi laiendus. See on üles ehitatud UTP 5. kategooriale, kasutab CSMA/CD juurdepääsumeetodit ja star-to-bus topoloogiat (sarnane 10BaseT-ga), kus kõik kaablid on ühendatud jaoturiga.

Föderaalne haridusagentuur

Riiklik õppeasutus

Keskeriharidus

"Orski tööstuskolledž"

VAATA LOENGUD

JA METOODILISED JUHENDID

LABORITÖÖdeks

ARVUTIVÕRGUD JA VÕRGUTARKVARA

(distsipliini nimi)

Erialale 080802 Rakendusinformaatika (valdkonna järgi)

alus

(SPO tase)

Õppedirektori asetäitja

Hariduse infotehnoloogia vallas

Riiklik keskeriõppe õppeasutus "Orski tööstuskolledž" Chernikov E.V.

Riikliku kutsekeskhariduse õppeasutuse "Orski tööstuskolledž" õpetaja Katugin A.P.

Sissejuhatus

Kursus on sissejuhatus võrgustike loomise teemadesse ning annab põhiteadmised võrgustike organiseerimisest ja toimimisest. Loengutes esitatakse lihtsal ja kättesaadaval kujul üldmõisted arvutivõrkudest, nende struktuurist, võrgukomponentidest. Siin on topoloogia tüübid, mida kasutatakse arvutite füüsiliseks ühendamiseks võrku, sidekanalile juurdepääsu meetodid ja füüsilised andmeedastuskandjad. Andmeedastust võrkudes käsitletakse Rahvusvahelise Avatud Võrkude Koostalitlusstandardite Organisatsiooni välja töötatud võrdlusbaasmudeli alusel. Kirjeldab infosüsteemide vahel andmete edastamise reegleid ja korda. Antakse võrguseadmete tüübid, otstarve ja tööpõhimõtted. Kirjeldab võrkude korraldamiseks kasutatavat võrgutarkvara. Uuritakse populaarsemaid võrguoperatsioonisüsteeme, nende eeliseid ja puudusi. Vaadeldakse Interneti-töö põhimõtteid. Esitatakse põhikontseptsioonid võrguturbe valdkonnast.

Kursuse ettevalmistamiseks töödeldi suurel hulgal interneti infootsinguserverites paiknevat infot ning kasutati nimekirjas toodud kirjandust.

Laboritööde tegemise reeglid

Laboritööd teeb iga õpilane iseseisvalt täies mahus ja vastavalt juhendi sisule.

Enne töö lõpetamist peab õpilane andma õpetajale aru eelmise töö tegemisest (esitama aruande).

Üliõpilane peab esmalt omandama mõistmise ja taasesitamise tasemel laboritööde tegemiseks vajaliku teoreetilise ja praktilise teabe.

Positiivse hinnangu saanud üliõpilane, kes on esitanud aruande eelneva laboritöö kohta, on lubatud teha järgmist tööd.

Mõjuval või põhjendamatul põhjusel laboritööst puudunud üliõpilane katab võla hilisema praktilise töö tegemise käigus.

ÜLEVAADE LOENG nr 1

Põhimõisted ja mõisted. Võrgu arhitektuur.

Net on andmeedastus- ja -töötlusseadmete poolt moodustatud objektide kogum. Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon on määratlenud arvutivõrgu kui jadabitile orienteeritud teabeedastus üksteisega ühendatud sõltumatute seadmete vahel.

Võrke haldab tavaliselt kasutaja privaatselt ja need asuvad teatud territooriumil ning jagunevad territoriaalselt järgmisteks osadeks:

Kohtvõrgud (LAN) või kohtvõrk (LAN), mis asuvad ühes või mitmes lähedalasuvas hoones. LAN-id asuvad tavaliselt organisatsioonis (ettevõttes, asutuses), mistõttu neid nimetatakse korporatiivseks.

Hajutatud arvutivõrgud, globaalne või laivõrk (WAN), mis asuvad erinevates hoonetes, linnades ja riikides, mis võivad olla territoriaalsed, segatud ja globaalsed. Olenevalt sellest jagunevad globaalsed võrgud nelja põhitüüpi: linna-, piirkondlikud, riiklikud ja riikidevahelised. Väga suure ulatusega hajutatud võrkude näideteks on Internet, EUNET, Relcom, FIDO.

Üldiselt sisaldab võrk järgmisi elemente:

Võrguarvutid (varustatud võrguadapteriga);

Sidekanalid (kaabel-, satelliit-, telefoni-, digitaal-, fiiberoptilised, raadiokanalid jne);

erinevat tüüpi signaalimuundurid;

Võrgu riistvara.

Võrgustikul on kaks kontseptsiooni: sidevõrk Ja infovõrk(joonis 1.1).

Sidevõrk mõeldud andmeedastuseks, täidab ka andmete teisendamisega seotud ülesandeid. Sidevõrgud erinevad kasutatava füüsilise ühenduse tüübi poolest.

Infovõrk mõeldud teabe salvestamiseks ja koosneb infosüsteemid. Sidevõrgu baasil saab ehitada infovõrkude rühma:

Under infosüsteem peaks mõistma süsteemi, mis on teabe pakkuja või tarbija.

Arvutivõrk koosneb infosüsteemid Ja suhtluskanalid.

Under infosüsteem tuleks mõista objektina, mis on võimeline teavet salvestama, töötlema või edastama. osa infosüsteem hõlmab: arvuteid, programme, kasutajaid ja muid komponente, mis on ette nähtud andmete töötlemiseks ja edastamiseks. Edaspidi hakkab kasutajaprobleemide lahendamiseks loodud infosüsteem kandma nime - tööjaam (klient). Võrgus olev tööjaam erineb tavalisest personaalarvutist (PC) olemasolu poolest võrgukaart (Võrguadapter), andmekanali ja võrgutarkvara.

Riis. 0.1 Info- ja sidevõrgud

Under sidekanal tuleb mõista signaalide edastamise teed või keskkonda. Signaali edastamise vahendit nimetatakse tellija, või füüsiline, kanal.

Sidekanalid (andmeside) luuakse sideliinide kaudu, kasutades võrguseadmeid ja füüsilisi sidevahendeid. Füüsiline side on üles ehitatud keerdpaaride, koaksiaalkaablite, optiliste kanalite või raadiolainete baasil. Sidevõrgu füüsiliste kanalite kaudu interakteeruvate infosüsteemide ja kommutatsioonisõlmede vahele on paigaldatud loogilised kanalid.

Loogiline kanal on tee andmete edastamiseks ühest süsteemist teise. Loogiline kanal suunatakse ühe või mitme füüsilise kanali kaudu. Loogiline kanal Seda saab iseloomustada kui füüsiliste kanalite ja lülitussõlmede kaudu kulgevat marsruuti.

Teave edastatakse võrgus andmeplokid objektidevaheliste vahetusprotseduuride kohta. Neid protseduure nimetatakse andmeedastusprotokollid.

Protokoll – see on reeglite kogum, mis kehtestab kahe või enama seadme vahelise teabevahetuse vormingu ja protseduurid.

Võrgukoormust iseloomustab parameeter nimega liiklust.Liiklus – see on sõnumite voog andmevõrgus. Seda mõistetakse kui mööduvate inimeste arvu kvantitatiivset mõõtmist võrgu valitud punktides andmeplokid ja nende pikkused, väljendatuna bittides sekundis.

Võrgu omadustel on märkimisväärne mõju juurdepääsu meetod. Juurdepääsumeetod on viis määrata, milline tööjaam saab järgmisena sidekanalit kasutada ja kuidas kontrollida juurdepääsu sidekanalile (kaablile).

Võrgus on kõik tööjaamad üksteisega füüsiliselt ühendatud sidekanalite kaudu, kasutades spetsiaalset struktuuri, mida nimetatakse topoloogia. Topoloogia on võrgu füüsiliste ühenduste kirjeldus, mis näitab, millised tööjaamad saavad omavahel suhelda. Topoloogia tüüp määrab tööjaamade jõudluse, töökindluse ja töökindluse ning failiserverile juurdepääsuks kuluva aja. Sõltuvalt võrgu topoloogiast kasutatakse üht või teist juurdepääsumeetodit.

Võrgu põhielementide koostis sõltub selle arhitektuurist. Arhitektuur on mõiste, mis määratleb võrgu tööjaamade vahelise suhtluse, struktuuri ja funktsioonid. See näeb ette võrgu riist- ja tarkvara loogilise, funktsionaalse ja füüsilise korralduse. Arhitektuur määrab võrguelementide riist- ja tarkvara ehituse ja toimimise põhimõtted.

Arhitektuure on peamiselt kolme tüüpi: arhitektuur terminal - põhiarvuti, arhitektuur klient - server Ja peer-to-peer arhitektuur.

Kaasaegseid võrke saab klassifitseerida erinevate kriteeriumide järgi: arvutite kaugus, topoloogia, eesmärk, pakutavate teenuste loetelu, halduspõhimõtted (tsentraliseeritud ja detsentraliseeritud), kommutatsioonimeetodid, juurdepääsumeetodid, edastusmeediumi tüübid, andmeedastuskiirused jne. kontseptsioone käsitletakse täpsemalt kursuse edasisel õppimisel.

Võrguarhitektuur määratleb võrgu põhielemendid, iseloomustab selle üldist loogilist korraldust, riistvara, tarkvara ning kirjeldab kodeerimismeetodeid. Arhitektuur määrab ka tööpõhimõtted ja kasutajaliidese.

See kursus hõlmab kolme tüüpi arhitektuuri:

Arhitektuuriterminal – põhiarvuti;

Peer-to-peer arhitektuur;

Klient-server arhitektuur.

Arhitektuuriterminal - põhiarvuti

Terminal – hostarvuti arhitektuur on infovõrgu mõiste, milles kogu andmetöötlust teostab üks või rühm hostarvuteid.

Riis. 0.2 Arhitektuuriterminal – hostarvuti

Vaadeldav arhitektuur hõlmab kahte tüüpi seadmeid:

Põhiarvuti, kus toimub võrguhaldus, andmete salvestamine ja töötlemine.

Terminalid, mis on loodud käskude edastamiseks peremeesarvutisse seansside korraldamiseks ja ülesannete täitmiseks, andmete sisestamiseks ülesannete täitmiseks ja tulemuste saamiseks.

Klassikaline näide hostvõrgu arhitektuurist on System Network Architecture (SNA).

Peer-to-peer arhitektuur

Peer-to-peer arhitektuur on infovõrgu kontseptsioon, milles selle ressursid on hajutatud kõigis süsteemides. Seda arhitektuuri iseloomustab asjaolu, et kõigil selles sisalduvatel süsteemidel on võrdsed õigused.

TO peer-to-peer võrkude alla kuuluvad väikesed võrgud, kus iga tööjaam saab samaaegselt täita nii failiserveri kui ka tööjaama funktsioone. IN peer-to-peer LAN-id Iga arvuti kettaruumi ja faile saab jagada. Ressursi jagamiseks tuleb seda jagada võrku ühendatud peer-to-peer operatsioonisüsteemide kaugjuurdepääsu teenuste abil. Sõltuvalt sellest, kuidas andmekaitse on seadistatud, saavad teised kasutajad faile kohe pärast nende loomist kasutada. Peer-to-peer LAN-id Piisavalt hea ainult väikeste töörühmade jaoks.

Riis. 0.3 Peer-to-peer arhitektuur

Peer-to-peer LAN-id on kõige lihtsam ja odavam installitav võrgutüüp. Arvutis vajavad nad lisaks võrgukaardile ja võrgumeediumile ainult operatsioonisüsteemi Windows 95 või Windows töörühmadele. Arvuteid ühendades saavad kasutajad ressursse ja teavet jagada.

Peer-to-peer võrkudel on järgmised eelised:

Neid on lihtne paigaldada ja konfigureerida;

Üksikud arvutid ei sõltu spetsiaalsest serverist;

Kasutajad saavad oma ressursse kontrollida;

Madal hind ja lihtne töö;

Minimaalne varustus ja tarkvara;

Pole vaja administraatorit;

Sobib hästi võrkudesse, kus on kuni kümme kasutajat.

Peer-to-peer arhitektuuri probleem on see, kui arvutid lähevad võrguühenduseta. Sellistel juhtudel kaovad liigid võrgust teenus et nad pakkusid. Võrguturvet saab korraga rakendada ainult ühele ressursile ja kasutaja peab meeles pidama nii palju paroole, kui palju on võrguressursse. Jagatud ressursile juurdepääsu saamisel on tunda arvuti jõudluse langust. Peer-to-peer võrkude oluline puudus on tsentraliseeritud halduse puudumine.

Peer-to-peer arhitektuuri kasutamine ei välista terminali-hosti arhitektuuri või klient-serveri arhitektuuri kasutamist samas võrgus.

Klient-server arhitektuur

Klient-server arhitektuur(klient-server arhitektuur) on infovõrgu mõiste, milles suurem osa selle ressurssidest on koondunud nende kliente teenindavatesse serveritesse (joonis 1.4). Kõnealune arhitektuur määratleb kahte tüüpi komponente: serverid ja kliendid.

Server - on objekt, mis annab teenus teistele võrguobjektidele nende taotlusel. Teenindus on klienditeenindusprotsess.

Riis. 0.4 Klient-server arhitektuur

Server töötab klientide tellimuste alusel ja haldab nende ülesannete täitmist. Pärast iga töö lõpetamist saadab server tulemused töö saatnud kliendile.

Teenindusfunktsiooni klient-server arhitektuuris kirjeldatakse rakendusprogrammide komplektiga, mille järgi teostatakse erinevaid rakendusprotsesse.

Kutsutakse välja protsess, mis kutsub teatud toiminguid kasutades teenindusfunktsiooni klient. See võib olla programm või kasutaja. Joonisel fig. 1.5 näitab klient-serveri arhitektuuri teenuste loendit.

Kliendid on tööjaamad, mis kasutavad serveri ressursse ja pakuvad mugavat kasutajaliidesed. Kasutajaliidesed Need on protseduurid, kuidas kasutaja süsteemi või võrguga suhtleb.

Klient on algataja ja kasutab e-posti või muid serveriteenuseid. Selle protsessi käigus taotleb klient teenust, loob seansi, saab soovitud tulemused ja teatab lõpetamisest.

Riis. 0.5 Klient-server mudel

IN võrgud spetsiaalse failiserveriga spetsiaalsel eraldiseisval seadmel PC serverivõrgu operatsioonisüsteem on installitud. See PC muutub server. Tarkvara ( KÕRVAL), installitud tööjaama, võimaldab tal serveriga andmeid vahetada. Kõige tavalisemad võrguoperatsioonisüsteemid on:

NetWare alates Novel;

Windows NT Microsoftilt;

UNIX-is

Võrgu eeliste kasutamiseks on lisaks võrgu operatsioonisüsteemile vaja ka võrgurakendusi.

Serveripõhistel võrkudel on parem jõudlus ja suurem töökindlus. Serverile kuuluvad peamised võrguressursid, millele pääsevad juurde teised tööjaamad.

Kaasaegses klient-server arhitektuuris eristatakse nelja objektide rühma: kliendid, serverid, andme- ja võrguteenused. Kliendid asuvad kasutajate tööjaamade süsteemides. Andmeid hoitakse peamiselt serverites. Võrguteenused on jagatud serverid ja andmed. Lisaks haldavad teenused andmetöötlusprotseduure.

Klient-serveri arhitektuurivõrkudel on järgmised eelised:

Võimaldab korraldada võrke suure hulga tööjaamadega;

Pakkuda kasutajakontode, turvalisuse ja juurdepääsu tsentraliseeritud haldust, mis lihtsustab võrguhaldust;

Tõhus juurdepääs võrguressurssidele;

Kasutajal on vaja ühte parooli, et võrku sisse logida ja pääseda ligi kõikidele ressurssidele, millele kehtivad kasutajaõigused.

Lisaks klient-serveri võrgu eelistele on arhitektuuril ka mitmeid puudusi:

Serveri rike võib muuta võrgu töövõimetuks või vähemalt võrguressursside kadumise;

Nõua administreerimiseks kvalifitseeritud personali;

Neil on võrkude ja võrguseadmete maksumus kõrgem.

Võrgu arhitektuuri valimine

Võrguarhitektuuri valik sõltub võrgu eesmärgist, tööjaamade arvust ja sellel tehtavatest tegevustest.

Peaksite valima peer-to-peer võrgu, kui:

Kasutajate arv ei ületa kümmet;

Kõik autod on üksteise lähedal;

Rahalised võimalused on väikesed;

Pole vaja spetsiaalset serverit, nagu andmebaasiserver, faksiserver või mõni muu;

Tsentraliseeritud halduse võimalus ega vajadus puudub.

Peaksite valima klient-serveri võrgu, kui:

Kasutajate arv ületab kümmet;

Nõuab tsentraliseeritud haldust, turvalisust, ressursside haldust või varundust;

Vaja on spetsiaalset serverit;

Nõuab juurdepääsu ülemaailmsele võrgule;

Ressursside jagamine on vajalik kasutaja tasemel.

ÜLEVAADE LOENG nr 2

Seitsmekihiline OSI mudel.

Et anda ühtne ülevaade andmetest heterogeensete seadmete ja tarkvaraga võrkudes, on rahvusvaheline standardiorganisatsioon ISO (International Standardization Organisation) välja töötanud avatud süsteemide OSI (Open System Interconnection) põhikommunikatsioonimudeli. See mudel kirjeldab reegleid ja protseduure andmete edastamiseks erinevates võrgukeskkondades suhtlusseansi korraldamisel. Mudeli põhielemendid on kihid, rakendusprotsessid ja füüsilised ühendused. Joonisel fig. 2.1 näitab põhimudeli struktuuri. Iga OSI mudeli kiht täidab võrgu kaudu andmete edastamise ajal kindlat ülesannet. Põhimudel on võrguprotokollide väljatöötamise aluseks. OSI jagab võrgukommunikatsiooni funktsioonid seitsmeks kihiks, millest igaüks teenindab avatud süsteemide ühendamise protsessi erinevaid osi.

Riis. 0.2 OSI mudel

OSI mudel kirjeldab ainult süsteemi sidet, mitte lõppkasutaja rakendusi. Rakendused rakendavad oma sideprotokolle, pääsedes juurde süsteemiseadmetele. Kui rakendus võib võtta OSI mudeli mõne ülemise kihi funktsioonid, pääseb ta andmete vahetamiseks otse juurde süsteemitööriistadele, mis täidavad OSI mudeli ülejäänud alumiste kihtide funktsioone.

OSI mudeli saab jagada kaheks erinevaks mudeliks, nagu on näidatud joonisel 2.2:

Horisontaalne protokollipõhine mudel, mis pakub mehhanismi programmide ja protsesside interaktsiooniks erinevates masinates;

Vertikaalne mudel, mis põhineb teenustel, mida külgnevad kihid pakuvad üksteisele samas masinas.

Riis. 0.2 Kuidas arvutid OSI põhireferentsmudelis suhtlevad

Saatva arvuti iga kiht suhtleb vastuvõtva arvuti sama kihiga, nagu oleks see otse ühendatud. Sellist ühendust nimetatakse loogiliseks või virtuaalseks ühenduseks. Tegelikkuses toimub interaktsioon ühe arvuti külgnevate tasemete vahel.

Seega peab saatvas arvutis olev teave läbima kõik tasemed. Seejärel edastatakse see füüsilise andmekandja kaudu vastuvõtvasse arvutisse ja läbib taas kõiki kihte, kuni jõuab samale tasemele, kust see saatvasse arvutisse saadeti.

Horisontaalses mudelis vajavad kaks programmi andmete vahetamiseks ühist protokolli. Vertikaalses mudelis vahetavad külgnevad kihid andmeid rakenduste programmeerimisliideste (API-de) abil.

Enne võrku saatmist jagatakse andmed pakettideks. Pakett on võrgujaamade vahel edastatav teabeühik. Andmete saatmisel läbib pakett järjestikku kõiki tarkvarakihte. Igal tasemel lisatakse paketile selle taseme (päise) juhtimisteave, mis on vajalik edukaks andmeedastuseks üle võrgu, nagu on näidatud joonisel fig. 2.3, kus Zag- paketi päis, Con– pakendi lõpp.

Vastuvõtvas otsas läbib pakett kõik kihid vastupidises järjekorras. Igal kihil loeb selle kihi protokoll paketiteavet, seejärel eemaldab teabe, mille saatja pool sellele kihile on lisanud, ja edastab paketi järgmisele kihile. Kui pakk jõuab Rakendatud tasemel, eemaldatakse paketist kogu juhtteave ja andmed naasevad algsele kujule.

Riis. 0.3 Seitsmetasemelise mudeli iga taseme paketi moodustamine

Mudeli iga tase täidab oma funktsiooni. Mida kõrgem on tase, seda keerulisem on probleem, mida see lahendab.

Mudeli individuaalsed tasemed OSI mugav pidada programmirühmad, mis on loodud konkreetseks täitmiseks funktsioonid. Üks kiht vastutab näiteks andmete teisendamise eest ASCII V EBCDIC ja sisaldab programmid selle ülesande täitmiseks vajalik.

Iga kiht pakub teenust selle kohal olevale kihile, taotledes omakorda teenust selle all olevalt kihilt. Ülemised kihid taotlevad teenust peaaegu samamoodi: reeglina on see nõue teatud andmete suunamiseks ühest võrgust teise. Andmete adresseerimise põhimõtete praktiline rakendamine on määratud madalamatele tasanditele.

Vaadeldav mudel määrab erinevate tootjate avatud süsteemide koostoime samas võrgus. Seetõttu teeb ta nende jaoks koordineerivaid toiminguid:

Rakendusprotsesside koostoime;

Andmete esitamise vormid;

Ühtne andmesalvestus;

Võrguressursside haldamine;

Andmeturve ja infokaitse;

Programmide ja riistvara diagnostika.

Joonisel fig. 2.4 kirjeldab lühidalt kõigi tasandite funktsioone.

Riis. 0.4 Tasandite funktsioonid

ÜLEVAADE LOENG nr 3