Класифікація комп'ютерних мереж за рівнем географічного розповсюдження. Як поєднуються між собою пристрої мережі. Комп'ютерні мережі. Архітектура комп'ютерних мереж. Основні характеристики архітектури мереж

Найбільш поширені архітектури:

· Ethernet (англ. ether– ефір) – широкомовна мережа. Це означає, що всі станції мережі можуть отримувати всі повідомлення. Топологія – лінійна чи зіркоподібна. Швидкість передачі 10 або 100 Мбіт/сек.

· Arcnet ( Attached Resource Computer Network- Комп'ютерна мережа з'єднаних ресурсів) - широкомовна мережа. Фізична топологія – дерево. Швидкість передачі 2,5 Мбіт/сек.

· Token Ring (естафетна кільцева мережа, мережа з передачею маркера) - кільцева мережа, в якій принцип передачі даних заснований на тому, що кожен вузол кільця очікує на прибуття деякої короткої унікальної послідовності бітів - маркера- З суміжного попереднього вузла. Надходження маркера вказує на те, що можна передавати повідомлення з цього вузла далі по ходу потоку. Швидкість передачі 4 або 16 Мбіт/сек.

· FDDI ( Fiber Distributed Data Interface) - мережева архітектура високошвидкісної передачі даних по оптоволоконних лініях. Швидкість передачі – 100 Мбіт/с. Топологія - подвійне кільце або змішана (з включенням зіркоподібних або деревоподібних підмереж). Максимальна кількість станцій у мережі – 1000. Дуже висока вартість обладнання.

· АТМ ( Asynchronous Transfer Mode) – перспективна, дорога архітектура, забезпечує передачу цифрових даних, відеоінформації та голоси по одних і тих же лініях. Швидкість передачі до 2,5 Гбіт/сек. Лінії зв'язку оптичні.

Основним завданням, яке вирішується під час створення комп'ютерних мереж, є забезпечення сумісності обладнання за електричними та механічними характеристиками та забезпечення сумісності інформаційного забезпечення (програм та даних) за системою кодування та форматом даних. Вирішення цієї задачі відноситься до галузі стандартизації і засноване на так званій моделі OSI (модель взаємодії відкритих систем – Model of Open System Interconnections).Модель OSI була створена на основі технічних пропозицій Міжнародного інституту стандартів ISO (International Standards Organization).

Відповідно до моделі OSI архітектуру комп'ютерних мереж слід розглядати різних рівнях (загальна кількість рівнів – до семи). Найвищий рівень – прикладний. На цьому рівні користувач взаємодіє з обчислювальною системою. Найнижчий рівень – фізичний. Він забезпечує обмін сигналами між пристроями. Обмін даними в системах зв'язку відбувається шляхом їх переміщення з верхнього рівня на нижній, потім транспортування та, нарешті, зворотним відтворенням на комп'ютері клієнта в результаті переміщення з нижнього рівня на верхній.

Мал. 8. Рівні управління та протоколи моделі OSI

Для забезпечення необхідної сумісності кожному з семи можливих рівнів архітектури комп'ютерної мережі діють спеціальні стандарти, звані протоколами. Вони визначають характер апаратної взаємодії компонентів мережі (апаратні протоколи) та характер взаємодії програм і даних (програмні протоколи). Фізично функції підтримки протоколів виконують апаратні пристрої (інтерфейси) та програмні засоби (програми підтримки протоколів). Програми, які підтримують протоколи, також називають протоколами.

Кожен рівень архітектури поділяється на дві частини:

· Специфікацію послуг;

· Специфікацію протоколу.

Специфікація послуг визначає, що робить рівень, а специфікація протоколу – як і це робить, причому кожен конкретний рівень може мати більше протоколу.

Розглянемо функції, що виконуються кожним рівнем програмного забезпечення:

1. Фізичний рівень здійснює з'єднання з фізичним каналом, так, від'єднання від каналу, керування каналом. Визначається швидкість передачі даних та топологія мережі.

2. Канальний рівень додає до масивів інформації, що передаються, допоміжні символи і контролює правильність даних, що передаються. Тут інформація, що передається, розбивається на кілька пакетів або кадрів. Кожен пакет містить адреси джерела та місця призначення, а також засоби виявлення помилок.

3. Мережевий рівень визначає маршрут передачі між мережами, забезпечує обробку помилок, а як і управління потоками даних. Основне завдання мережного рівня – маршрутизація даних (передача даних між мережами).

4. Транспортний рівень пов'язує нижні рівні (фізичний, канальний, мережевий) із верхніми рівнями, що реалізуються програмними засобами. Цей рівень поділяє засоби формування даних у мережі від засобів передачі. Тут здійснюється поділ інформації за певною довжиною та уточнюється адреса призначення.

5. Сеансовий рівень здійснює управління сеансами зв'язку між двома взаємодіючими користувачами, визначає початок та закінчення сеансу зв'язку, час, тривалість та режим сеансу зв'язку, точки синхронізації для проміжного контролю та відновлення при передачі даних; відновлює з'єднання після помилок під час сеансу без втрати даних.

6. Представницький - управляє поданням даних у необхідній для програми користувача формі, виробляє компресію та декомпресію даних. Завданням цього рівня є перетворення даних під час передачі інформації у формат, який використовується в інформаційній системі. При прийомі даних рівень подання даних виконує зворотне перетворення.

7. Прикладний рівень взаємодіє з прикладними мережевими програмами, що обслуговують файли, а також виконує обчислювальні, інформаційно-пошукові роботи, логічні перетворення інформації, передачу поштових повідомлень тощо. Головне завдання цього рівня – забезпечити зручний інтерфейс користувача.

На різних рівнях обмін відбувається різними одиницями інформації: біти, кадри, пакети, сеансові повідомлення, повідомлення користувача.

Мережева архітектура - це поєднання топології, методу доступу, стандартів, необхідні створення працездатної мережі.

Вибір топології визначається, зокрема, плануванням приміщення, де розгортається ЛВС. Крім того, велике значення мають витрати на придбання та встановлення мережевого обладнання, що є важливим питанням для фірми, розкид цін тут також досить великий.

Топологія типу «зірка» є більш продуктивною структурою (рис. 6). Кожен комп'ютер, зокрема і сервер, з'єднується окремим сегментом кабелю із центральним комутатором (рис. 7).

Малюнок 6 - Топологія зірка

Малюнок 7 - Мережевий комутатор

Основною перевагою такої мережі є її стійкість до збоїв, що виникають внаслідок неполадок на окремих ПК або через пошкодження кабелю мережі.

Найважливішою характеристикою обміну інформацією локальних мережах є звані методи доступу (access methods), які регламентують порядок, у якому робоча станція отримує доступом до мережевих ресурсів і може обмінюватися даними.

За абревіатурою CSMA/CD ховається англійський вираз "Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection" (колективний доступ з контролем несучої та виявлення колізій). За допомогою цього методу всі комп'ютери отримують рівноправний доступ до мережі. Кожна робоча станція перед початком передачі перевіряє, вільний канал. Після закінчення передачі кожна робоча станція перевіряє, чи досягнув адресата надісланий пакет даних. Якщо відповідь негативна, вузол виробляє повторний цикл передачі/контролю прийому даних і до того часу, поки отримає повідомлення успішному прийомі інформації адресатом.

Так як цей метод добре зарекомендував себе саме в малих та середніх мережах, для підприємства цей метод підійде. До того ж мережева архітектура Ethernet, яку і використовуватиме мережа підприємства, використовує цей метод доступу.

Специфікацію Ethernet наприкінці сімдесятих років запропонувала компанія Xerox Corporation. Пізніше до цього проекту приєдналися компанії Digital Equipment Corporation (DEC) та Intel Corporation. У 1982 році було опубліковано специфікацію на Ethernet версії 2.0. На базі Ethernet інститутом IEEE розроблено стандарт IEEE 802.3.

В даний час технологія, що застосовує кабель на основі кручений пари (10Base - T), є найбільш популярною. Такий кабель не викликає труднощів під час прокладання.

Мережа на основі крученої пари, на відміну від тонкого та товстого коаксіалу, будується за топологією зірка. Щоб побудувати мережу за зіркоподібною топологією, потрібна більша кількість кабелю (але ціна крученої пари не велика). Подібна схема має і неоціненну перевагу - високу стійкість до відмови. Вихід з ладу однієї або кількох робочих станцій не призводить до відмови всієї системи. Щоправда, якщо з ладу вийде хаб, його відмова торкнеться всіх підключених через нього пристроїв.

Ще однією перевагою даного варіанта є простота розширення мережі, оскільки при використанні додаткових хабів (до чотирьох послідовно) з'являється можливість підключення великої кількості робочих станцій (до 1024). При застосуванні неекранованої кручений пари (UTP) довжина сегмента між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100 метрів, чого не спостерігається в підприємстві.

p align="justify"> Наступним важливим аспектом планування мережі є спільне використання мережевих ресурсів (принтерів, факсів, модемів).

Перелічені ресурси можуть використовуватися як в однорангові мережі, так і в мережах з виділеним сервером. Однак у разі одноранговій мережі відразу виявляються її недоліки. Щоб працювати з перерахованими компонентами, їх потрібно встановити на робочу станцію або підключити до неї периферійні пристрої. При відключенні цієї станції всі компоненти та відповідні служби стають недоступними для колективного користування.

У мережах із сервером такий комп'ютер існує за визначенням. Мережевий сервер ніколи не вимикається, якщо не брати до уваги коротких зупинок для технічного обслуговування. Таким чином, забезпечується цілодобовий доступ робочих станцій до мережної периферії.

На підприємстві є десять принтерів: у кожному відокремленому приміщенні. Адміністрація пішла на витрати на створення максимально комфортних умов роботи колективу.

Тепер питання підключення принтера до ЛОМ. І тому існує кілька способів.

Підключення до робочої станції.

Принтер підключається до тієї робочої станції, яка знаходиться до нього найближче, внаслідок чого ця робоча станція стає сервером друку. Недолік такого підключення в тому, що при виконанні завдань друку продуктивність робочої станції на деякий час знижується, що негативно позначиться на роботі прикладних програм при інтенсивному використанні принтера. Крім того, якщо машина буде вимкнена, сервер друку стане недоступним для інших вузлів.

Пряме підключення до сервера.

Принтер підключається до паралельного порту сервера за допомогою спеціального кабелю. І тут він доступний всім робочих станцій. Недолік такого рішення обумовлений обмеженням у довжині принтерного кабелю, що забезпечує коректну передачу даних. Хоча кабель можна протягнути на 10 і більше метрів, його слід прокладати в коробах або перекриттях, що підвищить витрати на організацію мережі.

Підключення до мережі через спеціальний інтерфейс мережі.

Принтер обладнано мережевим інтерфейсом і підключається до мережі як робоча станція. Інтерфейсна карта працює як мережевий адаптер, а принтер реєструється на сервері як вузол ЛОМ. Програмне забезпечення сервера здійснює передачу завдань на друк мережі безпосередньо на підключений мережевий принтер.

У мережах з шинною топологією мережевий принтер, як і робочі станції, з'єднується з мережним кабелем за допомогою Т-конектора, а при використанні «зірки» - через концентратор.

Інтерфейсну карту можна встановити більшість принтерів, але її вартість досить висока.

Підключення до виділеного сервера друку.

Альтернативою третьому варіанту є використання спеціалізованих серверів друку. Такий сервер є мережевим інтерфейсом, скомпонованим в окремому корпусі, з одним або декількома роз'ємами (портами) для підключення принтерів. Однак у цьому випадку використання сервера друку є непрактичним.

У нашому випадку у зв'язку з нерентабельністю установки спеціального мережного принтера, купівлею окремої інтерфейсної картки для принтера найкращим способом підключення мережного принтера є підключення до робочої станції. На це рішення вплинув ще й той факт, що принтери розташовані біля робочих станцій, потреба яких у принтері найбільша.

КУРС «КОМП'ЮТЕРНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ»

ТЕМА 5a

МЕРЕЖІВІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Поняття комп'ютерних мереж

Комп'ютерна мережа (КС) – це сукупність кількох комп'ютерів чи обчислювальних систем, об'єднаних між собою засобами телекомунікацій з метою ефективного використання обчислювальних та інформаційних ресурсів під час виконання інформаційно-обчислювальних робіт.

Завдання, які вирішуються за допомогою персональних комп'ютерів, що працюють у локальній мережі:

1. Поділ файлів. (дозволяє багатьом користувачам одночасно працювати з одним і тим же файлом, який зберігається на центральному файл-сервері);

2. Передача файлів (дозволяє швидко копіювати файли будь-якого розміру з одного комп'ютера на інший);

3. Доступ до інформації та файлів (дозволяє запускати прикладні програми з будь-якої робочої станції комп'ютерної мережі);

4. Поділ прикладних програм (дає можливість двом користувачам застосовувати одну й ту саму копію програми);

5. Одночасне введення даних у прикладні програми (мережеві прикладні програми дозволяють кільком користувачам одночасно вводити дані, необхідні для роботи цих програм);

6. Поділ принтера, накопичувача тощо.

У глобальному масштабі комп'ютерні мережі дозволяють вирішити такі задачи:

1. Забезпечення інформацією з усіх галузей людської діяльності;

2. Електронні комунікації (електронна пошта, телеконференції тощо).

Наразі комп'ютерні мережі ділять за територіальним розміщенням на:

1. Локальні комп'ютерні мережі, LAN-мережі (Local Area Network);

2. Регіональні комп'ютерні мережі, MAN-мережі (Metropolitan Area Network);

3. Глобальні комп'ютерні мережі, WAN-мережі (Wide Area Network).

Корпоративна мережа – це, як правило, закрита комп'ютерна мережа, до складу якої можуть входити сегменти LAN-мереж малих, середніх та великих відділень корпорації, об'єднані з центральним офісом MAN та WAN комп'ютерними мережами з використанням мережевих технологій глобальних комп'ютерних мереж.

Комп'ютерні мережі – це складний комплекс, що включає технічні, програмні та інформаційні засоби.

Технічні засоби становлять:

1. ЕОМ різних типів (від супер до комп'ютерів малої потужності);

2. Транспортне (телекомунікаційне) середовище передачі даних, що зв'язує обчислювальні центри або сервери мережі та клієнтські машини;

3. Адаптери (мережева карта), комутатори, концентратори, шлюзи, маршрутизатори та інше мережеве обладнання для підключення комп'ютерів до транспортного телекомунікаційного середовища та організації топології комп'ютерної мережі.

Концентратор (HUB) призначений для розпізнавання конфліктів між елементами мережі та їхньої ліквідації, а також синхронізації інформаційних потоків усередині мережі.

Комутатор - апаратний засіб, що забезпечує прийом, контроль надходження та маршрутизацію інформаційних пакетів.

Маршрутизатор призначений організації взаємозв'язку між декількома локальними мережами, об'єднання в мережі вищого рівня, розподілу потоків інформації між сегментами мереж.

Програмні засоби комп'ютерних мереж складаються із трьох частин: загального, спеціального та системного програмного забезпечення.

Загальне програмне забезпечення КС включає:

1. Операційну систему (відповідає за розподіл потоків завдань та даних між серверами та клієнтськими машинами мережі, управління підключенням та відключенням окремих серверів мережі, забезпечення динаміки координації роботи мережі);

2. Систему програмування (включає засоби автоматизації складання програм за технологією клієнт/сервер, їх трансляції та налагодження);

3. Систему технічного обслуговування (є комплекс програм для здійснення перевірки та профілактики роботи технічних та програмних засобів зв'язку).

Архітектура комп'ютерних мереж

Архітектура комп'ютерних мереж може розглядатися з двох точок зору:

1. З погляду топології КС, тобто. яким чином організована мережа фізично;

2. З точки зору її логічної організації, яка включає такі питання, як організація доступу користувачів до інформаційних ресурсів КС, їх ієрархія, взаємини між комп'ютерами, сегментами КС, розподіл інформаційних ресурсів по мережі (сервера, бази даних тощо), управління мережею загалом та інших.

При побудові комп'ютерних мереж важливою є вибір фізичної організації зв'язків між окремими комп'ютерами, тобто. топології мережі. Топологія – опис фізичних з'єднань у LAN (або логічних зв'язків між вузлами), що вказує на те, які пари вузлів можуть зв'язуватися між собою.

Найбільш поширені такі топології:

1. Шина - кабель, що поєднує вузли в мережу (комп'ютери підключаються до одного загального кабелю (шині), за яким і відбувається обмін інформацією між комп'ютерами, переваги - дешевизна та простота розведення кабелю по окремих приміщеннях, недоліки - низька надійність, оскільки будь-який дефект загального кабелю повністю паралізує всю мережу, а також невисока продуктивність, оскільки будь-якої миті лише один комп'ютер може передавати дані в мережу);

2. Зірка – вузли мережі з'єднані з центром кабелями-променями (передбачає підключення кожного комп'ютера окремим кабелем до концентратора, що знаходиться в центрі мережі, переваги – висока надійність, недоліки – дорожнеча);

3. Кільце - вузли об'єднані в мережу замкнутої кривої (дані передаються по кільцю від одного комп'ютера до іншого, як правило, в одному напрямку, якщо комп'ютер розпізнає дані як "свої", то він їх приймає, такі мережі використовуються, якщо потрібен контроль переданої інформації, оскільки дані, зробивши повний оборот, повертаються до комп'ютера-джерела);

4. Змішана топологія – комбінація топологій, перелічених вище.

Поряд з топологією комп'ютерної мережі, що визначає фізично побудова КС, архітектура комп'ютерної мережі визначає логічно структуру взаємодії користувачів, комп'ютерів і ресурсів КС. Саме на цьому рівні керівник концептуально визначає, хто з користувачів або груп користувачів має право доступу до тих чи інших ресурсів комп'ютерної мережі (комп'ютерів, мережевих пристроїв, файлів тощо) і де ці ресурси. Адміністратор комп'ютерної мережі реалізує обрану політику за допомогою адміністрування мережі.

На логічному рівні локальні мережі можуть бути:

1. Однорангові LAN – це мережа, у якій всі комп'ютери рівноправні і можуть бути як користувачів (клієнтів) ресурсів, і їх постачальників (серверів), надаючи іншим вузлам право доступу до всіх або до деяких з наявних у їх розпорядженні локальним ресурсам (Файлам, принтерам, програмам);

2. LAN з виділеним сервером. Для ефективного адміністрування комп'ютерних мереж використовують мережі зі спеціальним комп'ютером (виділеним сервером).

Існує багато серверів комп'ютерної мережі, наприклад сервер друку, сервер баз даних, сервер додатків, файл-сервер і т.д. На відміну від перерахованих вище сервер комп'ютерної мережі здійснює управління мережею і на ньому, зокрема, знаходяться бази даних, що містять облікові записи користувачів мережі, які визначають їхню політику доступу до ресурсів КС.

У комп'ютерних мережах з виділеним сервером робочі станції підключаються до виділених серверів, а сервери групуються в домени.

Домен (Domain) – група комп'ютерів та периферійних пристроїв із загальною системою безпеки. У OSI (нижче розглядається ця модель) термін "домен" використовується стосовно адміністративного поділу складних розподілених систем. У мережі Internet-частина ієрархії імен.

Доменна організація мережі дозволяє:

1. Спростити централізоване керування мережею;

2. Полегшити створення мереж шляхом об'єднання існуючих мережевих фрагментів;

3. Забезпечити користувачам одноразову реєстрацію в мережі для доступу до всіх серверів та ресурсів інформаційної системи незалежно від місця реєстрації.

Важливим фактором, що визначає архітектуру комп'ютерної мережі, є масштабування і, зокрема, доменної архітектури.

При об'єднанні доменів слід виділити три основні моделі відносин:

1. Модель майстер-домена (один із доменів оголошується головним, і в ньому зберігаються записи всіх користувачів мережі, решта доменів є ресурсними, всі ресурсні домени довіряють головному домену, який є головним майстер-доменом, така архітектура погано масштабується (змінюється кількість доменів) );

2. Модель з кількома майстер-доменами (кілька доменів оголошуються головними, і в кожному з них зберігаються облікові записи підмножини користувачів мережі, решта доменів є вторинними, ця модель добре масштабується);

3. Модель повністю довірчих відносин (не існує головного домену, і кожен з них може містити як облікові записи, так і ресурси, дана модель добре підходить для створення будь-яких великих мереж, проте надзвичайно складна для адміністрування мережі).

5.3. Internet\Intranet технології

Інтернет спочатку будувалася як мережа, що поєднує велику кількість існуючих локальних, і її попередницею, як уже згадувалося, була мережа ARPANET. Ідея створення Інтернету виникла у зв'язку з необхідністю побудови відмовостійкої мережі, яка могла б продовжувати роботу, навіть якщо більшість її стала непрацездатною. Рішення полягало в тому, щоб створити мережу, де інформаційні пакети могли б передаватися від одного вузла до іншого без централізованого контролю. Якщо основна частина мережі не працює, пакети самостійно повинні пересуватися по мережі доти, доки не досягнуть точки свого призначення. Одночасно мережа має бути досить стійкою до можливих помилок під час передачі пакетів, тобто. мати механізм контролю пакетів і забезпечити спостереження за доставкою інформації.

Основою мережі Інтернет є стек проколів TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). TCP забезпечує на передавальному комп'ютері розбивку повідомлення, що відправляється на шматки, так звані дейтаграми, відновлення на приймаючому комп'ютері повідомлення з вступних дейтаграм в потрібному порядку, повторне відправлення не доставлених або пошкоджених дейтаграм. IP виконує функції маршрутизації та доставки за адресою окремих дейтаграм. Стек TCP/IP спочатку був розроблений для мережі ARPANET і розглядався як експериментальний протокол для мережі з комутацією пакетів. Експеримент дав позитивний результат і цей протокол був прийнятий у промислову експлуатацію, а надалі розширювався та вдосконалювався протягом кількох років. У 1983 р. міністерство оборони США оголосило про перехід до технології Інтернет. Це означало, що з цього моменту всі комп'ютери, приєднані до глобальної мережі, повинні використовувати стек TCP/IP.

Існує багато причин, чому протоколи TCP/IP були вибрані за основи Інтернету. Це передусім можливість роботи із зазначеними протоколами як у локальних, і у глобальних мережах. Крім того, ці протоколи забезпечують взаємодію комп'ютерів, які працюють під управлінням різних операційних систем.

Як зазначалося вище, завданням протоколу IP є маршрутизація пакетів повідомлень. Маршрутизація між локальними мережами здійснюється відповідно до IP-адрес. IP-адреса призначається адміністратором мережі під час конфігурації комп'ютерів та маршрутизаторів. IP-адреса складається з двох частин: номери локальної мережі та номери хоста в ній. Хост являє собою об'єкт мережі, який може передавати та приймати IP-адреси, наприклад комп'ютер або маршрутизатор.

Номер локальної мережі як складової Інтернету призначається за рекомендацією спеціального підрозділу Інтернет-Internet Network Information Center (InterNIC). Зазвичай діапазони адрес у InterNIC отримують спеціальні організації, що займаються постачанням Інтернет-послуг, - провайдери. Останні розподіляють IP-адреси між своїми абонентами. Номер хоста у локальній мережі адміністратор призначає довільно. IP-адреса має довжину 4 байти і зазвичай записується у вигляді чотирьох чисел, що представляють значення кожного байта в десятковій формі та розділених точками (наприклад, 128.9.1.28). Всі IP-адрееа, а значить, і мережі, що підключаються до Інтернету, діляться на чотири класи: клас А, клас В, клас D і клас Е. Мережі класу А призначені головним чином для використання великими організаціями, так як кількість таких мереж-126. Але кількість хостів у них становить 16777216. Клас В має 65536 мереж і така ж кількість хостів. Клас С визначає 16 777 216 мереж і лише по 256 комп'ютерів у кожній мережі. Мережі класу D – це особливий клас, тобто. такі IP-адреси надаються специфічним мережам, а клас Е зарезервований для майбутніх застосувань.

Оскільки під час роботи в Інтернеті використовувати цифрову адресацію мереж вкрай незручно, замість цифр використовуються символьні імена, звані доменними іменами.

Домен називається група комп'ютерів, об'єднаних одним ім'ям. Символьні імена дають користувачеві можливість краще орієнтуватися в кіберпространстві Інтернет, оскільки запам'ятати ім'я завжди простіше, ніж цифрова адреса. Для перетворення імен на цифрову адресу розроблено спеціальну систему DNS (Domain Name System), реалізації якої було створено спеціальний мережевий протокол DNS. Крім того, у мережі створено спеціальні інформаційно-пошукові комп'ютери-сервери (DNS-сервери). DNS-сервери забезпечують однозначну відповідність між символьними адресами та фізичними цифровими IP-адресами, що передаються через Інтернет. Кожен домен повинен мати DNS-сервер. В результаті цього в мережі Інтернет функціонує безліч DNS-серверів, які зберігають імена хостів (піддоменів) свого домену. Як і цифрова IP-адреса, ім'я сервера поділяється точками для зручності побудови ієрархії в домені на основі імен. За правилами побудови імені ієрархія задається справа наліво. Наприклад, на веб-сайті www.microsoft.com домен верхнього рівня com. На ім'я можна отримати інформацію про профіль організації або її місцезнаходження. Шість доменів вищого рівня визначено наступним чином: gov - урядові організації, mil - військові організації, edu - освітні організації, com - комерційні організації, org - громадські організації, net - організації, що надають мережеві послуги, як правило, регіональні мережеві організації.

Крім того, всі країни світу мають своє власне символьне ім'я, що означає домен верхнього рівня цієї країни. Наприклад, by-Білорусь, de-Німеччина, us-США, ru-Росія і т.д.

Архітектура мережі

Архітектурою комп'ютера називається його опис на певному загальному рівні, що включає опис можливостей програмування, системи команд, системи адресації, організації пам'яті і т.д. Архітектура визначає принципи дії, інформаційні зв'язки та взаємне з'єднання основних логічних вузлів комп'ютера: процесора, оперативного ЗУ, зовнішніх ЗУ та периферійних пристроїв. Спільність архітектури різних комп'ютерів забезпечує їхню сумісність з погляду користувача.

Структура комп'ютера – це сукупність його функціональних елементів та зв'язків між ними. Елементами можуть бути різні пристрої - від основних логічних вузлів комп'ютера до найпростіших схем. Структура комп'ютера графічно представляється як структурних схем, з допомогою яких можна дати опис комп'ютера будь-якому рівні детализации.

Найбільш поширені такі архітектурні рішення.

Класична архітектура (архітектура фон Неймана) – один арифметико-логічний пристрій (АЛУ), через який проходить потік даних, і один пристрій управління (УУ), через який проходить потік команд – програма. Це однопроцесорний комп'ютер.

До цього типу архітектури належить і архітектура персонального комп'ютера із загальною шиною. Всі функціональні блоки тут пов'язані між собою загальною шиною, яка також називається системною магістраллю.

Фізично магістраль є багатопровідною лінією з гніздами для підключення електронних схем. Сукупність проводів магістралі поділяється окремі групи: шину адреси, шину даних і шину управління.

Периферійні пристрої (принтер та ін) підключаються до апаратури комп'ютера через спеціальні контролери - пристрої керування периферійними пристроями.

Контролер - пристрій, що пов'язує периферійне устаткування чи канали зв'язку з центральним процесором, звільняючи процесор безпосередньо керувати функціонуванням цього устаткування.

Мережева архітектура схожа на архітектуру будівель. Архітектура будівлі відображає стиль конструкцій та матеріали, що використовуються для будівництва. Архітектура мережі описує не тільки фізичне розташування мережевих пристроїв, але і тип адаптерів і кабелів, що використовуються. Крім того, мережева архітектура визначає методи передачі даних по кабелю.

Архітектура мереж

Архітектура мережі визначає основні елементи мережі, характеризує її загальну логічну організацію, технічне забезпечення, програмне забезпечення, описує методи кодування. Архітектура також визначає принципи функціонування та інтерфейс користувача.

В даному курсі буде розглянуто три види архітектур:

архітектура термінал – головний комп'ютер;

однорангова архітектура;

архітектура клієнт – сервер.

Архітектура термінал – головний комп'ютер

Архітектура термінал – головний комп'ютер (terminal – host computer architecture) – це концепція інформаційної мережі, де вся обробка даних здійснюється однією чи групою головних комп'ютерів.

Розглянута архітектура передбачає два типи устаткування:

Головний комп'ютер, де здійснюється керування мережею, зберігання та обробка даних.

Термінали, призначені для передачі головному комп'ютеру команд на організацію сеансів та виконання завдань, введення даних для виконання завдань та отримання результатів.

Головний комп'ютер через мультиплексори передачі (МПД) взаємодіють із терміналами.

Класичний приклад архітектури мережі із головними комп'ютерами – системна мережева архітектура (System Network Architecture – SNA).

Однорангова архітектура

p align="justify"> Однорангова архітектура (peer-to-peer architecture) - це концепція інформаційної мережі, в якій її ресурси розосереджені по всіх системах. Ця архітектура характеризується тим, що у ній усі системи рівноправні.

До однорангових мереж відносяться малі мережі, де будь-яка робоча станція може виконувати одночасно функції файлового сервера та робочої станції. У однорангових ЛОМ дисковий простір та файли на будь-якому комп'ютері можуть бути спільними. Щоб ресурс став загальним, його необхідно віддати у спільне користування, використовуючи служби віддаленого доступу мережних однорангових операційних систем. Залежно від того, як буде встановлений захист даних, інші користувачі зможуть користуватися файлами відразу після створення. Однорангові ЛОМ досить хороші тільки для невеликих робочих груп.

Архітектура клієнт – сервер

Клієнт-сервер (англ. Client-server) - обчислювальна чи мережева архітектура, у якій завдання чи мережне навантаження розподілені між постачальниками послуг (сервісів), званими серверами, і замовниками послуг, званими клієнтами. Нерідко клієнти та сервери взаємодіють через комп'ютерну мережу і можуть бути як різними фізичними пристроями, так і програмним забезпеченням.

Переваги

Уможливлює, як правило, розподілити функції обчислювальної системи між кількома незалежними комп'ютерами в мережі. Це дозволяє спростити обслуговування обчислювальної системи. Зокрема, заміна, ремонт, модернізація чи переміщення сервера не зачіпають клієнтів.

Всі дані зберігаються на сервері, який, як правило, захищений набагато краще за більшість клієнтів. На сервері простіше забезпечити контроль повноважень, щоб дозволяти доступ до даних лише клієнтам із відповідними правами доступу.

Дозволяє об'єднати різні клієнти. Використовувати ресурси одного сервера часто-густо можуть клієнти з різними апаратними платформами, операційними системами тощо.

Недоліки

Непрацездатність сервера може зробити непрацездатною всю обчислювальну мережу.

Підтримка роботи даної системи вимагає окремого фахівця - системного адміністратора.

Висока вартість обладнання.

Багаторівнева архітектура клієнт-сервер

Багаторівнева архітектура клієнт-сервер - різновид архітектури клієнт-сервер, в якій функція обробки даних винесена на один або декілька окремих серверів. Це дозволяє розділити функції зберігання, обробки та подання даних для більш ефективного використання можливостей серверів та клієнтів.

Приватні випадки багаторівневої архітектури:

Трирівнева архітектура

Мережа з виділеним сервером

Мережа з виділеним сервером (англ. Client/Server network) - це локальна обчислювальна мережа (LAN), у якій мережеві пристрої централізовані і управляються однією чи кількома серверами. Індивідуальні робочі станції або клієнти (такі як ПК) повинні звертатися до ресурсів мережі через сервер(и).

Мережеві архітектури

Мережеві архітектури поділяються за швидкістю передачі даних, середовищі передачі, варіантах реалізації, топології

Ethernet. 10Мбіт/с.

10BaseT (Вита пара);
10Base2 (Тонкий коаксіал);
10Base5 (Товстий коаксіал);
10BaseFL (оптоволокно) .

10Base2 або Тонкий Ethernet

10Base5

IEEE 10Base5 або "товстий" Ethernet - найстаріший стандарт серед інших. В даний час важко знайти у продажу нове обладнання для побудови мережі на цьому стандарті. Основні його параметри:

10Base-T або Ethernet на кручений парі

У 1990 році IEEE опублікував специфікацію 802.3 для побудови мережі Ethernet на основі крученої пари. l0BaseT (10 - швидкість передачі 10 Мбіт/с, Base - вузькосмугова, Т - кручена пара) - мережа Ethernet, яка для з'єднання комп'ютерів зазвичай використовує неекрановану кручена пара (UTP). Тим не менш, і екранована кручена пара (STP) також може застосовуватися в топології lOBaseT без зміни будь-яких її параметрів. Більшість мереж цього типу будуються як зірки, але у системі передачі сигналів є шину, як та інші конфігурації Ethernet. Зазвичай концентратор мережі lOBaseT виступає як багатопортовий (multiport) репітер і часто знаходиться в розподільчій стійці будівлі. Кожен комп'ютер підключається до іншого кінця кабелю, з'єднаного з концентратором, і використовує дві пари проводів: одну - прийому, іншу - передачі. Максимальна довжина сегмента l0BaseT – 100 м (328 футів). Мінімальна довжина кабелю – 2,5 м (близько 8 футів). Мережа l0BaseT може обслуговувати до 1024 комп'ютерів.

10BaseFL

10BaseFL (10 - швидкість передачі 10 Мбіт/с, Base - вузькосмугова передача, FL - оптоволоконний кабель) є мережу Ethernet, у якій комп'ютери і репітери з'єднані оптоволоконним кабелем. Основна причина причини популярності 10BaseFL - можливість прокладати кабель між репітерами на великі відстані (наприклад між будинками). Максимальна довжина сегмента 10BaseFL – 2000м.

Ethernet. 100Мбіт/с.

Нові стандарти Ethernet дозволяють подолати швидкість передачі в 10 Мбіт/с. Відомі кілька стандартів Ethernet, які можуть задовольнити збільшені вимоги, розглянемо 2 з них:

100BaseVG-AnyLAN Ethernet;
100BaseX Ethernet(Fast Ethernet).

І Fast Ethernet, і 100 Base VG-Any LAN працюють приблизно в п'ять-десять разів швидше за стандартний Ethernet. Крім того, вони сумісні з наявною кабельною системою 10BaseT. Це означає, що перейти від l0BaseT до цих стандартів досить просто та швидко.

100VG-AnyLAN

100VG (Voice Grade) AnyLAN – нова мережева технологія, яка поєднує в собі елементи Ethernet та Token Ring. Ця технологія, розроблена фірмою Hewlett-Packard, зараз удосконалюється стандартом IEEE 802.12. Специфікація 802.12 -стандарт передачі кадрів Ethernet 802.3 та пакетів Token Ring 802.5. Ця технологія має кілька назв:

l00VG-AnyLAN;
100Base VG;
AnyLAN.

Специфікації

Перерахуємо можливості деяких із існуючих в даний час специфікацій l00VG-AnyLAN:

мінімальна швидкість передачі 100 Мбіт/с;
підтримка каскадованої топології «зірка» на основі крученої пари категорії 3, 4 або 5 та оптоволоконного кабелю;
метод доступу за пріоритетом запиту (розрізняються два рівні пріоритету: низький та високий);
підтримка засобів фільтрації персонально адресованих кадрів у концентраторі (для підвищення ступеня конфіденційності);
підтримка передачі кадрів Ethernet та Token Ring.

Топологія

Мережа 100VG-AnyLAN будується за топологією "зірка", де всі комп'ютери з'єднані з концентратором. Мережа можна розширювати, додаючи «дочірні» (child) концентратори до центрального, «батьківського» (parent), який належить до них як і, як і до комп'ютерів, тобто. батьківські концентратори керують передачею комп'ютерів, з'єднаних зі своїми дітьми.

Деякі міркування

Подана технологія вимагає використання спеціальних концентраторів та плат. Крім того, довжина кабелю 100BaseVG, в порівнянні з 10BaseT та іншими реалізаціями Ethernet, обмежена: загальна довжина пари кабелів від концентратора 100BaseVG до комп'ютерів не може перевищувати 250 м. Щоб подолати це обмеження, потрібно використовувати спеціальне обладнання. Обмеження довжини кабелю призведуть до того, що для 100BaseVG потрібно більше кабельних стійок, ніж для 10BaseT.

100BaseX Ethernet

Цей стандарт, який іноді називають Fast Ethernet, є розширенням існуючого стандарту Ethernet. Він будується на UTP категорії 5, використовує метод доступу CSMA/CD та топологію «зірка-шина» (подібно до 10BaseT), де всі кабелі підключені до концентратора.

ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНТСТВО З ОСВІТИ

Державний освітній заклад

Середня професійна освіта

"Орський індустріальний коледж"

ОГЛЯДНІ ЛЕКЦІЇ

І МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

З ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБОТ

КОМП'ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ І МЕРЕЖЕВЕ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

(назва дисципліни)

Для спеціальності 080802 Прикладна інформатика (за галузями)

базовий

(Рівень СПО)

Заступник директора з навчальної роботи

У галузі інформаційних технологій навчання

ГОУ СПО «Орський індустріальний коледж» Черніков Є.В.

Викладач ГОУ СПО "Орський індустріальний коледж" Катугін А.П.

Вступ

Курс є введенням у мережеву тематику і дає базові знання з організації та функціонування мереж. У лекціях дано загальні поняття комп'ютерних мереж, їх структури, мережевих компонентів у простій та доступній формі. Тут наведено види топології, що використовуються для фізичного з'єднання комп'ютерів у мережі, методи доступу до каналу зв'язку, фізичні середовища передачі даних. Передача даних у мережі розглядається на базі еталонної базової моделі, розробленої Міжнародною організацією стандартів взаємодії відкритих мереж. Описуються правила та процедури передачі між інформаційними системами. Наводяться типи мережного обладнання, їх призначення та принципи роботи. Описується мережне програмне забезпечення, яке використовується для організації мереж. Вивчаються найбільш популярні мережеві операційні системи, їх переваги та недоліки. Розглядаються принципи міжмережевої взаємодії. Наводяться основні поняття в галузі мережевої безпеки.

Для підготовки курсу опрацьовано великий обсяг інформації, розташованої на інформаційно-пошукових серверах Internet, та використовувалася література, наведена у списку.

Правила виконання лабораторних робіт

Лабораторні роботи виконуються кожним студентом самостійно у повному обсязі та відповідно до змісту методичних вказівок.

Перед виконанням роботи студент повинен звітувати перед викладачем за виконання попередньої роботи (здати звіт).

Студент повинен на рівні розуміння та відтворення попередньо засвоїти необхідну для виконання лабораторних робіт теоретичну та практичну інформацію.

Студент, який отримав позитивну оцінку та здав звіт щодо попередньої лабораторної роботи, допускається до виконання наступної роботи.

Студент, який пропустив лабораторну роботу з поважної чи неповажної причини, закриває заборгованість у процесі виконання наступних практичних робіт.

ОГЛЯДНА ЛЕКЦІЯ №1

Основні визначення та терміни. Архітектура мереж.

Мережа- Це сукупність об'єктів, що утворюються пристроями передачі та обробки даних. Міжнародна організація зі стандартизації визначила обчислювальну мережу як послідовну біт-орієнтовану передачу інформації між пов'язаними один з одним незалежними пристроями.

Мережі зазвичай знаходиться у приватному віданні користувача і займають деяку територію і за територіальною ознакою поділяються на:

Локальні обчислювальні мережі (ЛВС) або Local Area Network (LAN), розташовані в одному або кількох близько розташованих будинках. ЛВС зазвичай розміщуються у межах будь-якої організації (корпорації, установи), тому їх називають корпоративними.

Розподілені комп'ютерні мережі, глобальні або Wide Area Network (WAN), розташовані в різних будівлях, містах та країнах, які бувають територіальними, змішаними та глобальними. Залежно від цього глобальні мережі бувають чотирьох основних видів: міські, регіональні, національні та транснаціональні. Як приклади розподілених мереж дуже великого масштабу можна назвати: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.

До складу мережі у випадку включається такі елементи:

Мережеві комп'ютери (оснащені мережним адаптером);

Канали зв'язку (кабельні, супутникові, телефонні, цифрові, волоконно-оптичні, радіоканали та ін.);

Різного роду перетворювачі сигналів;

Мережеве обладнання.

Розрізняють два поняття мережі: комунікаційна мережаі інформаційна мережа(Рис. 1.1).

Комунікаційна мережапризначена для передачі даних, також виконує завдання, пов'язані з перетворенням даних. Комунікаційні мережі різняться на кшталт використовуваних фізичних засобів з'єднання.

Інформаційна мережапризначена для зберігання інформації та складається з інформаційних систем. На базі комунікаційної мережі може бути побудована група інформаційних мереж:

Під інформаційною системоюслід розуміти систему, яка є постачальником чи споживачем інформації.

Комп'ютерна мережа складається з інформаційних системі каналів зв'язку.

Під інформаційною системоюслід розуміти об'єкт, здатний здійснювати зберігання, обробку чи передачу інформації. В склад інформаційної системивходять: комп'ютери, програми, користувачі та інші складові, призначені для обробки та передачі даних. Надалі інформаційна система, призначена для вирішення завдань користувача, називатиметься – робоча станція (client). Робоча станція в мережі відрізняється від звичайного персонального комп'ютера (ПК) наявністю мережевої карти (мережевого адаптера), каналу для передачі даних та мережного програмного забезпечення.

Мал. 0.1 Інформаційні та комунікаційні мережі

Під каналом зв'язкуслід розуміти шлях чи засіб, яким передаються сигнали. Засіб передачі сигналів називають абонентським,або фізичним, каналом.

Канали зв'язку (data link)створюються лініями зв'язку за допомогою мережного обладнання та фізичних засобів зв'язку. Фізичні засоби зв'язку побудовані на основі кручених пар, коаксіальних кабелів, оптичних каналів або ефіру. Між взаємодіючими інформаційними системами через фізичні канали комунікаційної мережі та вузли комутації встановлюються логічні канали

Логічний канал– це шлях передачі даних від однієї системи до інший. Логічний канал прокладається маршрутом в одному або декількох фізичних каналах. Логічний каналможна охарактеризувати, як маршрут, прокладений через фізичні канали та вузли комутації.

Інформація у мережі передається блоками данихщодо процедур обміну між об'єктами. Ці процедури називають протоколами передачі.

Протокол –це сукупність правил, що встановлюють формат та процедури обміну інформацією між двома або декількома пристроями.

Завантаження мережі характеризується параметром, що називається трафіком.Трафік (traffic) -це потік повідомлень мережі передачі даних. Під ним розуміють кількісний вимір у вибраних точках мережі числа тих, що проходять блоків данихта його довжини, виражене у бітах на секунду.

Істотно впливає на характеристику мережі метод доступу. Метод доступу– це спосіб визначення того, яка з робочих станцій зможе використовувати канал зв'язку і як керувати доступом до каналу зв'язку (кабелю).

У мережі всі робочі станції фізично з'єднані між собою каналами зв'язку за певною структурою, яка називається топологією. Топологія– це опис фізичних з'єднань у мережі, що вказує на які робочі станції можуть зв'язуватися між собою. Тип топології визначає продуктивність, працездатність та надійність експлуатації робочих станцій, а також час звернення до файлового сервера. Залежно від топології мережі використовується той чи інший спосіб доступу.

Склад основних елементів мережі залежить від її архітектури. Архітектура– це концепція, що визначає взаємозв'язок, структуру та функції взаємодії робочих станцій у мережі. Вона передбачає логічну, функціональну та фізичну організацію технічних та програмних засобів мережі. Архітектура визначає принципи побудови та функціонування апаратного та програмного забезпечення елементів мережі.

В основному виділяють три види архітектур: архітектура термінал – головний комп'ютер, архітектура клієнт – сервері одноранговаархітектури.

Сучасні мережі можна класифікувати за різними ознаками: за віддаленістю комп'ютерів, топології, призначенням, переліком послуг, принципами управління (централізовані та децентралізовані), методами комутації, методами доступу, видами середовища передачі, швидкостями передачі даних і т. д. Всі ці поняття будуть розглянуті докладніше при подальшому вивченні курсу.

В даному курсі буде розглянуто три види архітектур:

Архітектура термінал – головний комп'ютер;

Однорангова архітектура;

Архітектура клієнт – сервер.

Архітектура термінал – головний комп'ютер

Мал. 0.2 Архітектура термінал – головний комп'ютер

Розглянута архітектура передбачає два типи устаткування:

Головний комп'ютер, де здійснюється керування мережею, зберігання та обробка даних.

Однорангова архітектура

До одноранговиммережам відносяться малі мережі, де будь-яка робоча станція може виконувати одночасно функції файлового сервера та робочої станції. У однорангових ЛОМдисковий простір та файли на будь-якому комп'ютері можуть бути спільними. Щоб ресурс став загальним, його необхідно віддати у спільне користування, використовуючи служби віддаленого доступу мережних однорангових операційних систем. Залежно від того, як буде встановлений захист даних, інші користувачі зможуть користуватися файлами відразу після створення. Однорангові ЛОМдосить хороші лише для невеликих робочих груп.

Мал. 0.3 Однорангова архітектура

Однорангові ЛОМє найбільш легким та дешевим типом мереж для встановлення. Вони на комп'ютері вимагають, крім мережевої карти та мережного носія, лише операційної системи Windows 95 або Windows для Workgroups.При з'єднанні комп'ютерів користувачі можуть надавати ресурси та інформацію у спільне користування.

Однорангові мережі мають такі переваги:

Вони легкі в установці та налаштуванні;

Окремі ПК не залежить від виділеного сервера;

Користувачі можуть контролювати свої ресурси;

Мала вартість та легка експлуатація;

Мінімум обладнання та програмного забезпечення;

Немає потреби в адміністраторі;

Добре підходять для мереж із кількістю користувачів, що не перевищує десяти.

Проблемою однорангової архітектури є ситуація, коли комп'ютери відключаються від мережі. У цих випадках з мережі зникають краєвиди сервісу, які вони надавали. Безпеку мережі одночасно можна застосувати лише до одного ресурсу, і користувач повинен пам'ятати стільки паролів, скільки мережевих ресурсів. При отриманні доступу до ресурсу, що розділяється, відчувається падіння продуктивності комп'ютера. Істотним недоліком однорангових мереж є централізованого адміністрування.

Використання одноранговой архітектури не виключає застосування у тій самій мережі також архітектури «термінал – головний комп'ютер» чи архітектури «клієнт – сервер».

Архітектура клієнт – сервер

Архітектура клієнт – сервер(client-server architecture) - це концепція інформаційної мережі, в якій основна частина її ресурсів зосереджена на серверах, які обслуговують своїх клієнтів (рис. 1.4). Розглянута архітектура визначає два типи компонентів: сервери та клієнти.

Сервер -це об'єкт, що надає сервісіншим об'єктам мережі за їхніми запитами. Сервіс- Це процес обслуговування клієнтів.

Мал. 0.4 Архітектура клієнт – сервер

Сервер працює за завданнями клієнтів та керує виконанням їх завдань. Після виконання кожного завдання сервер надсилає отримані результати клієнту, який надіслав це завдання.

Сервісна функція в архітектурі клієнт-сервер описується комплексом прикладних програм, відповідно до яких виконуються різноманітні прикладні процеси.

Процес, що викликає сервісну функцію за допомогою певних операцій, називається клієнтом. Їм може бути програма чи користувач. На рис. 1.5 наведено список послуг у архітектурі клієнт – сервер.

Клієнти– це робочі станції, які використовують ресурси сервера та надають зручні інтерфейси користувача. Інтерфейси користувачаце процедури взаємодії користувача із системою чи мережею.

Клієнт є ініціатором та використовує електронну пошту або інші сервіси сервера. У цьому вся процесі клієнт запитує вид обслуговування, встановлює сеанс, отримує потрібні йому результати і повідомляє закінчення роботи.

Мал. 0.5 Модель клієнт-сервер

У мережах із виділеним файловим серверомна виділеному автономному ПКвстановлюється серверна мережна операційна система. Цей ПКстає сервером.Програмне забезпечення ( ПЗ), встановлений на робочій станції, дозволяє їй обмінюватися даними із сервером. Найбільш поширені мережеві операційні системи:

NetWare фірми Novel;

Windows NT фірми Microsoft;

UNIX фірми AT

Крім мережної операційної системи необхідні мережеві прикладні програми, що реалізують переваги, що надаються мережею.

Мережі на базі серверів мають кращі характеристики і підвищену надійність. Сервер володіє основними ресурсами мережі, яких звертаються інші робочі станції.

У сучасному клієнті – серверній архітектурі виділяється чотири групи об'єктів: клієнти, сервери, дані та мережеві служби. Клієнти розміщуються у системах на робочих місцях користувачів. Дані переважно зберігаються в серверах. Мережеві служби є спільно використовуваними серверами та даними. Крім того, служби керують процедурами обробки даних.

Мережі клієнт – серверної архітектури мають такі переваги:

Дозволяють організовувати мережі з великою кількістю робочих станцій;

Забезпечують централізоване управління обліковими записами користувачів, безпекою та доступом, що спрощує мережеве адміністрування;

Ефективний доступ до мережевих ресурсів;

Користувачеві потрібен один пароль для входу в мережу та для отримання доступу до всіх ресурсів, на які поширюються права користувача.

Поряд із перевагами мережі клієнт – серверної архітектури мають і низку недоліків:

Несправність сервера може зробити мережу непрацездатною, як мінімум, втрату мережевих ресурсів;

Вимагають кваліфікованого персоналу для адміністрування;

Мають вищу вартість мереж та мережевого обладнання.

Вибір архітектури мережі

Вибір архітектури мережі залежить від призначення мережі, кількості робочих станцій і від дій, що виконуються на ній.

Слід вибрати однорангову мережу, якщо:

Кількість користувачів не перевищує десяти;

Усі машини знаходяться близько одна від одної;

Мають місце невеликі фінансові можливості;

Немає потреби у спеціалізованому сервері, такому як сервер БД, факс-сервер або будь-який інший;

Немає можливості або потреби у централізованому адмініструванні.

Слід вибрати клієнт серверну мережу, якщо:

Кількість користувачів перевищує десять;

Потрібне централізоване управління, безпека, керування ресурсами або резервне копіювання;

Необхідний спеціалізований сервер;

Потрібен доступ до глобальної мережі;

Потрібно розділяти ресурси лише на рівні користувачів.

ОГЛЯДНА ЛЕКЦІЯ №2

Семірівнева модель OSI.

Для єдиного представлення даних у мережах з неоднорідними пристроями та програмним забезпеченням міжнародна організація стандартів ISO (International Standardization Organization) розробила базову модель зв'язку відкритих систем OSI (Open System Interconnection). Ця модель визначає правила і процедури передачі в різних мережевих середовищах при організації сеансу зв'язку. Основними елементами моделі є рівні, прикладні процеси та фізичні засоби з'єднання. На рис. 2.1 представлено структуру базової моделі. Кожен рівень моделі OSI виконує певне завдання у процесі передачі даних через мережу. Базова модель є основою розробки мережевих протоколів. OSI поділяє комунікаційні функції у мережі сім рівнів, кожен із яких обслуговує різні частини процесу області взаємодії відкритих систем.

Мал. 0.2 Модель OSI

Модель OSI описує лише системні засоби взаємодії, не торкаючись додатків кінцевих користувачів. Програми реалізують власні протоколи взаємодії, звертаючись до системним засобам. Якщо програма може взяти на себе функції деяких верхніх рівнів моделі OSI, то для обміну даними вона звертається безпосередньо до системних засобів, що виконують функції нижніх рівнів моделі OSI, що залишилися.

Модель OSI можна розділити на дві різні моделі, як показано на рис.2.2:

Горизонтальну модель на базі протоколів, що забезпечує механізм взаємодії програм та процесів на різних машинах;

Вертикальну модель на основі послуг, що забезпечуються сусідніми рівнями одна одній на одній машині.

Мал. 0.2 Схема взаємодії комп'ютерів у базовій еталонній моделі OSI

Кожен рівень комп'ютера-відправника взаємодіє з таким самим рівнем комп'ютера-отримувача, ніби він пов'язаний безпосередньо. Такий зв'язок називається логічним або віртуальним зв'язком. Насправді взаємодія здійснюється між суміжними рівнями одного комп'ютера.

Отже, інформація на комп'ютері-відправнику має пройти через усі рівні. Потім вона передається по фізичному середовищі до комп'ютера-отримувача і знову проходить крізь усі шари, поки не доходить до того ж рівня, з якого вона була надіслана на комп'ютері-відправнику.

У горизонтальній моделі двом програмам потрібен загальний протокол обміну даними. У вертикальній моделі сусідні рівні обмінюються даними із використанням інтерфейсів прикладних програм API (Application Programming Interface).

Перед подачею до мережі дані розбиваються на пакети. Пакет (packet) – це одиниця інформації, яка передається між станціями мережі. При надсиланні даних пакет проходить послідовно через усі рівні програмного забезпечення. На кожному рівні до пакету додається керуюча інформація даного рівня (заголовок), яка необхідна для успішної передачі даних через мережу, як це показано на рис. 2.3, де Заг- Заголовок пакета, Кон- Кінець пакета.

На стороні, що приймає, пакет проходить через всі рівні в зворотному порядку. На кожному рівні протокол цього рівня читає інформацію пакета, потім видаляє інформацію, додану до пакета на цьому ж стороною, що відправляє, і передає пакет наступному рівню. Коли пакет дійде до Прикладногорівня, вся інформація, що управляє, буде видалена з пакета, і дані приймуть свій первісний вигляд.

Мал. 0.3 Формування пакета кожного рівня семирівневої моделі

Кожен рівень моделі виконує свою функцію. Чим вищий рівень, тим складніше завдання він вирішує.

Окремі рівні моделі OSIзручно розглядати як групи програм, призначених для виконання конкретних функцій. Один рівень, наприклад, відповідає за забезпечення перетворення даних з ASCIIв EBCDICі містить програминеобхідні виконання цього завдання.

Кожен рівень забезпечує сервіс для вищого рівня, запитуючи, у свою чергу, сервіс у нижчого рівня. Верхні рівні запитують сервіс майже однаково: як правило, це вимога маршрутизації якихось даних з однієї мережі до іншої. Практична реалізація принципів адресації даних покладено нижчі рівні.

Розглянута модель визначає взаємодію відкритих систем різних виробників однієї мережі. Тому вона виконує для них координуючі дії щодо:

взаємодії прикладних процесів;

Форми подання даних;

Єдине зберігання даних;

управлінню мережевими ресурсами;

Безпеки даних та захисту інформації;

Діагностики програм та технічних засобів.

На рис. 2.4 наведено короткий опис функцій усіх рівнів.