logo
Курс лекций Сети ЭВМ Петров

Понятия сетей эвм. Физическая и логическая среда. Классификация сетей.

Компьютерная сеть- это совокупность компьютеров и прочих устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Сети ЭВМ представляют собой разновидность многомашинных систем слабосвязанного типа, которые в отличие сильносвязанных систем (кластеры, многопроцессорные и многомашинные комплексы) не имеют совместных полей адресуемой памяти, а соединяются между собой коммуникационным протоколом, т.е. набором соглашений, позволяющим частям сети взаимодействовать между собой посредствомканалов связи.

Каждая сеть ЭВМ создается в интересах и для удобства пользователей. Для этого сеть должна быть открытой и прозрачной. Открытость сети – возможность легко добавлять, исключать и переконфигурировать вычислительные установки, каналы связи и программные средства без остановки работы сети. Прозрачность обеспечивает возможность работы пользователя с удаленным ресурсом, не вникая в устройство коммуникационных средств, местоположение используемого ресурса, тип ЭВМ и операционной среды, поддерживающих этот ресурс. Этого можно добиться только строя сеть в соответствии с едиными принципами – архитектурой сети.

Топология- способ соединения компьютеров в сети (геометрическая схема соединения). Локальные могут иметь топологию «шина» или «звезда», а также комбинацию их. Исторически более ранний Ethernet на коаксиальном кабеле соединял компьютеры подряд (шина), соединение по витой паре связывает компьютеры с концентратором (звезда). В свою очередь концентраторы можно соединять друг с другом, создавая "шину из звёзд".

В любой сети ЭВМ можно выделить два логических слоя: внешний абонентский и внутренний коммуникационный. Коммуникационный слой (коммуникационная сеть) опирается на физическую систему передачи данных. Абонентский же слой (абонентская сеть) образуется в среде совокупности всех подключенных к системе передачи данных физических абонентских установок. В качестве абонентских установок могут использоваться как полнофункциональные ЭВМ (независимо от класса и типа), так и различные специализированные устройства – терминалы, сетевые принтеры, библиотеки и так далее. Все эти устройства в какой-то мере являются компьютерами в сети, хотя и не имеют многих функциональных частей. Например, терминалы обычно не имеют накопителей, а сетевой библиотеке не нужны устройства общения с пользователем. Но с точки зрения сети – все они являются компьютерами.

Абонентские установки соединяются с системой передачи данных с помощью физической среды передачи данных, а сопряжение логических слоев в ЭВМ осуществляется с помощью логической среды, реализуемой работой специальных программ.

Физическая среда передачи данных включает:

Логическая среда передачи данных определяется:

Линия связи– физическое устройство, позволяющее передачу сигналов. Электрический кабель, оптический кабель, радиоканал, оптическая беспроводная связь.

Сетевой адаптер –устройство, позволяющее подключить компьютер к линии связи. Обычно выполнен в виде устройства, подключающегося к шине данных компьютера (PCI) или универсальному интерфейсу (COM,USB) и к линии связи (разъём для кабеля, радиоантенна, инфракрасный излучатель с приёмником и т.п.). Нередко сетевой адаптер смонтирован на общей плате компьютера (встроенныеEthernet,Bluetooth,Wi-Fiадаптеры).

Повторитель (repeater)– устройство, соединяющее две линии связи, усиливающее сигнал или изменяющее среду передачи (соединение электрического и оптического кабеля)(mediaconverter).

Концентратор (hub)– устройство, соединяющее несколько линий связи. Часто является также коммутатором.

Коммутаторv (switch, switching hub)– в отличие от концентратора передаёт полученный сигнал не всем линиям связи, а только той, для которой он предназначен.

Маршрутизатор (router)– программно-аппратный комплекс, анализирующий приходящие пакеты и направляющий их по правилам, определённым в таблице маршрутизации. В отличие от коммутатора работает не с физическими, а с логическими адресами устройств (IP-адресами) и имеет гибкие возможности управления передачей пакетов. Может быть объединён в одном устройстве с концентратором или выполнен как отдельное устройство. Функции маршрутизатора может выполнять компьютер с сетевой операционной системой и соответствующим программным обеспечением.

Маршрутизация– механизм направления пакета по лабиринту сетей, находящимся между источником и адресатом. Для осуществления маршрутизации каждый маршрутизатор имеет таблицу, где адресу пункта назначения (илиIP-адресу) соответствует уточненный адрес, куда следует посылать далее эту информацию. Эти таблицы называютсятаблицами маршрутизации.

Шлюз (gateway)– программно-аппратный комплекс, связывающий между собой две сети. В отличие от маршрутизатора, меняет заголовки пакетов таким образом, чтобы они подходили для сети назначения.

Протокол – это перечень правил, определяющий сетевое взаимодействие. Существуют различные протоколы сетевого взаимодействия, используемые в различных сетях. В настоящее время в большинстве сетей используется семейство протоколов TCP/IP.

Пакет– блок данных, используемый для передачи данных по сети, имеющий строго определенную структуру, включающую в себя заголовок и поле данных. В Internet данные разбиваются на маленькие части, которые заключаются в пакеты; каждый пакет передаётся в сети самостоятельно, независимо от других.