Класифікація структур мереж ЕОМ

Міністерство загального користування та професійної освіти Російської Федерации.

Орський Гуманитерно-технологический институт.

КОНТРОЛЬНА РАБОТА.

з дисципліни: «Архітектура обчислювальних систем та мереж «.

на тему:

«Класифікація структур мереж ЭВМ.».

«Логічний фізична структури обчислювальної сети».

Выполнил: Гупалов П.А.

студент групи 2204, III курс, шифр 498 001.

Преподаватель: Кайдашёв И.В.

2001 г.

I. Класифікація структур мереж ЭВМ.

Почнемо сіло що мережі мають деякі загальні компоненти, функції і характеристики. До них относятся:

1. Сервери — комп’ютери, надають свої фінансові ресурси мережним пользователям.

2. Клієнти — комп’ютери, здійснюють доступом до мережним ресурсів, наданих сервером.

3. Середовище — спосіб сполуки компьютеров.

4. Спільно використовувані дані - файли, надані серверами по сети.

5. Спільно використовувані периферійні устрою, наприклад принтери, бібліотеки CD-ROM і т.д.,.

Мережі діляться на глобальні і локальні. Розглянемо локальні мережі, є підстави однорангові і мережі з урахуванням сервера.

У одноранговой мережі все комп’ютери рівноправні. Кожен комп’ютер функціонує як і клієнт як і сервер, все користувачі самостійно вирішують, які дані на своєму комп’ютері зробити загальнодоступними через мережу. Таку мережу ще може бути «Робоча група », у ній найчастіше трохи більше 10 комп’ютерів. Однорангові мережі зазвичай дешевше мереж з урахуванням серверу, але вимагають потужніших комп’ютерів. У цих мережах рівень захисту мережного програмного забезпечення зазвичай нижче ніж у мережах із виділеним мервером. У такі операційні системи, як Windows NT Workstation, Windows 95, її вмонтовано підтримка одноранговых мереж. Тому, аби з’ясувати одноранговую мережу, додаткового програмного забезпечення не требуется.

Більшість мереж використовує виділені сервери (мережі з урахуванням серверу). Сервер це комп’ютер що функціонує лише як сервер, виключаючи функції клієнта чи робочої станції. Мережі з урахуванням серверу стали промисловим стандартом. Щоб пристосуватися до зростаючим потребам користувачів, сервери у великих мережах стали спеціалізованими, наприклад: файл-сервер, принт-сервер, сервер додатків, поштовий сервер, факс-сервер, комунікаційний сервер. Перевага даної мережі перед одноранговой те, що адміністрування і управління доступом до даних здійснюється централізовано. Ресурси розташовані також централізовано, що полегшує їх пошук і освоєння поддержку.

Є й комбіновані типи мереж, поєднують найкращі риси одноранговых мереж, і мереж з урахуванням серверу. У цих мережах за комп’ютерамиклієнтів можуть виконуватися операційні системи NT Workstation чи Win98 чи Win95, які управлятимуть доступом до ресурсів виділеного серверу та до того ж час надавати в спільного використання свої жорстких дисків, а, по мері необхідності вирішувати доступ і до своїх данным.

Усі мережі будуються з урахуванням трьох базових топологий:

1. шина.

2. звезда.

3. кольцо.

Якщо комп’ютери підключені вздовж одного кабелю, топологія називається шиною. У разі, коли комп’ютери під'єднані до сегментам кабелю, котрий з однієї точки, чи концентратора, топологія називається зіркою. Якщо кабель, якого підключені комп’ютери, замкнутий у кільце, така топологія називається кільця. Хоча власними силами базові топології нескладні, насправді часто трапляються досить складні комбінації, об'єднувальні властивості кількох топологий. Наприклад «Звезда-Шина «- це комбінація топологий «шина «і «зірка ». Найчастіше враження таке: кілька мереж з топологією «зірка «об'єднуються з допомогою магістральної лінійної шины.

Є також бездротові мережі передачі. Зазвичай бездротові компоненти взаємодіють із мережею, у якій — як середовище передачі - використовується кабель. Така мережу з змішаними компонентами називається гібридної. Переваги такий мережі те, що: забезпечується тимчасове підключення до існуючої кабельної мережі, організується резервне копіювання в існуючу кабельну мережу, гарантується певний рівень мобільності тощо. Застосовуються такі мережі переважно з за те, що важко прокласти кабель, для таких людей які працюють одному місці, в ізольованих приміщеннях, помешкань планування яких часто змінюється, в будівлях де прокладати кабель непозволительно.

Залежно від технології бездротові мережі діляться втричі типа:

— локальні обчислювальні сети.

— розширені локальні обчислювальні сети.

— мобільні мережі (переносні компьютеры).

Основні відмінності між цими типами мереж — параметри передачі. Локальні і розширені локальні ЗС використовують передавачі і приёмники, належать тієї організації, у якій функціонує мережу. Для мобільних мереж як середовище передачі сигналів виступають місцеві телефонні компанії та їхньої служби. Типова бездротовий мережу видається і функціонує як і, як і звичайна, крім середовища передачі. Бездротовий мережевий адаптер з трансивером встановлено у кожному комп’ютері, і користувачі працюють так, ніби їх комп’ютери з'єднані кабелем. Трансивер з іншого називається точкою доступу, він забезпечує обмін сигналами між комп’ютерами з бездротовим підключенням й іншою мережею. Безпровідні мережі використовують п’ять способів передачі данных:

— Інфрачервоне випромінювання. (йдуть на передачі інфрачервоне проміння. Існує чотири типи інфрачервоних мереж: мережі прямий видимості, мережі на розсіяному інфрачервоному випромінюванні, мережі на отражённом інфрачервоному випромінюванні, широкосмугові оптичні сети).

— Лазер. (лазерна технологія справляє враження інфрачервону тим, що потребує прямий видимості між передавачем і приёмником. Якщо з будь-яким причин промінь буде перерваний це прервёт передачу).

— Радіопередача у вузькому спектрі (одночастотная передача). Такий спосіб нагадує мовлення звичайної радіостанції. Користувачі налаштовують передавачі і приёмники на певну частоту. У цьому пряма видимість необов’язкова. Сигнал високої частоти, що використовується, не проникає через металеві чи залізобетонні перепони. Доступ до такого способу зв’язку здійснюється через постачальника послуг. Зв’язок щодо повільна (близько 4,8 Мбит/с).

— Радіопередача в розсіяному спектрі. У цьому способі сигнали передаються у певній смузі частот. Доступні частоти розділені на канали, чи інтервали. Адаптери протягом предопределённого проміжку часу налаштовані встановлений інтервал, після чого переключаються в інший інтервал. Перемикання всіх комп’ютерів у мережі відбувається одночасно. Аби захистити дані від несанкціонованого доступу, застосовують кодування. Швидкість передачі у 250 Кбіт/с відносить цей спосіб до розряду самих медленных.

— Передача «точка-точка «Технологія передачі «точка-точка «передбачає обмін даними тільки між комп’ютерами, на відміну взаємодії між кількома комп’ютерами і периферійними пристроями. Ця технологія, джерело якої в послідовної передачі даних, забезпечує: високошвидкісну і безпомилкову передачу, застосовуючи радіоканал, проникнення сигналу через стіни і перекриття. Такі системи дозволяють передавати сигнали між комп’ютерами, між комп’ютерами та інші пристроями (принтери, сканеры).

Деякі типи бездротових компонентів здатні функціонувати у локальних мережах, так бездротовий міст, наприклад з'єднує мережі перебувають у різних местах.

Мережні архітектури використовувані при побудові сетей:

1. Ethernet (кабельна система товстий чи тонкий коаксіальний кабель).

2. Token Ring (кабельна система экранированная і неэкранированная вита пара).

3. AppleTalk і ArcNet (кабельна система экранированная вита пара, проте його можна використовувати опто-волоконний кабель).

Локальные мережі мають безліч достоїнств, але вони мають значення і фізичні обмеження разменов. Оскільки одна ЛВС неспроможна вирішити всіх проблем бізнесу, необхідна зв’язок між удалёнными ЛВС. Завдяки послуг комунікаційних компаній, ЛВС може бути розширена від локального масштабу до мережі, що охоплює цілі області, країни й планету. Таку мережу називають глобальної обчислювальної сетью.

Прикладом ГВС служить мережу Інтернет. Інтернет — це всесвітнє об'єднання мереж, шлюзів, серверів і комп’ютерів, що використовує для зв’язку єдиний набір протоколів. Інтернет надає глобальний доступом до інформації та ресурсів не залишаючи свого будинку чи офиса.

Логічний фізична структури обчислювальної сети.

Логічний структура обчислювальної мережі у тому, що мережна операційна система пов’язує все комп’ютери і периферійні влаштування у мережі, координує функції всіх комп’ютерів, і периферійних пристроїв в мережі, забезпечує защищённый доступом до даним і периферійним пристроям в мережі. Мережне програмне забезпечення і двох найважливіших компонентов:

1) Мережного програмного забезпечення, установлюваного за комп’ютерамиклиентах.

2) Мережного програмного забезпечення, установлюваного за комп’ютерамисерверах.

Мости, шлюзи, репитеры і маршрутизаторы.

Мости і шлюзи і навіть репитеры і маршрутизатори це такі компоненти які є належала для розширення мереж. З допомогою на них можна сегментувати локальні мережі отже кожен сегмент стає самостійної локальної мережею, об'єднувати дві локальні мережі до однієї, підключати мережу до інших мереж і комп’ютерним середах для об'єднання їх у велику різнорідну систему.

Репитер відновлює ослаблені сигнали, він швидко приймає затухаючий сигнал вже з сегмента, відновлює його й передає в наступний сегмент. Щоб дані через репитер надходили вже з сегмента в інший, кожен сегмент повинен використовувати однакові пакети і вони протоколи. Інакше кажучи, вони можуть транслювати пакети Ethernet в пакети Token Ring. Але репитеры можуть передавати пакунки з одного типу фізичного носія на другий. Якщо репитер має відповідні разъёмы, братиме пакет Ethernet, яке надходить із сегмента на коаксіальному кабелі, і передасть їх у сегмент на оптоволокне. Застосування репітерів виправдано, коли за розширенні мережі мусять бути подоланими обмеження з довжині сегмента чи з кількості узлов.

Міст як і репитер може з'єднувати сегменти чи вокальні мережі робочих груп. Але на відміну від репитера, міст також є для розбивки мережі, що допомагає ізолювати трафик.

Мости вирішують такі задачи:

— Збільшують розмір сети.

— Збільшують якомога більше комп’ютерів в сети.

— Розбивають перевантажена мережу деякі сегменти з зменшеним трафіком. У результаті кожна подсеть працює більш як эффективно.

— З'єднують різнорідні фізичні носії, такі, як вита пара і коаксіальний кабель.

— З'єднують різнорідні сегменти мережі, наприклад Ethernet і Token Ring, і переносять з-поміж них пакеты.

Мости допускають використання у мережі всіх протоколів, не відрізняючи у своїй один протокол від іншого. Оскільки будь-які протоколи можуть працювати через мости, кожен комп’ютер має визначатися, з якими протоколами він працює. Міст виконує такі действия:

— «слухає» весь трафик.

— Перевіряє адреси джерела і одержувача кожного пакета.

— Будує таблицю маршрутизации.

— Передає пакети. Передача пакетів здійснюється так. Якщо адресат не зазначений в таблиці маршрутизації, міст передає пакет в усі сегменти. Якщо адресат зазначений в таблиці, міст передає пакет у цей сегмент (якщо сегмент одержувача не збігаються з сегментом джерела). Мости вивчають, куди слід направити дані. Коли пакети передаються міст, дані про адреси комп’ютерів зберігаються оперативному пам’яті мосту. Він використовує ці дані для побудови таблиці маршрутизації. На початку роботи таблиця порожня. З метою поєднання двох локальних мереж, розташованих значній відстані відстані один від друга також використовуються два удалённых мосту, які підключають через синхронні модеми до виділеної телефонній лінії. Маршрутизатори. Серед, об'єднуючою кілька мережевих сегментів з різними протоколами і архітектурами, мости який завжди гарантують швидку зв’язок між всіма сегментами. Для такою складною мережі необхідно пристрій, яке лише знає адресу кожного сегмента, а й визначає найкращий маршрут передачі даних, і фільтрує широкомовні повідомлення. Таке пристрій називається маршрутизатором. Маршрутизатори можуть виконувати такі функції мостов:

— фільтрувати і ізолювати трафик.

— з'єднувати сегменти мережі Проте маршрутизаторам доступно більше інформації, ніж мостам, і вони використовують її для оптимізації доставки пакетів. Принцип роботи його у тому, що будується таблиця маршрутизації, що містить мережні адреси. До кожного протоколу, що у мережі, будується своя таблиця. Таблиця допомагає маршрутизатору визначити адреси призначення для вступників даних. Вона містить таку информацию:

— Усі відомі мережні адреса.

— Способи зв’язки з іншими сетями.

— Можливі шляху між маршрутизаторами.

— Вартість передачі за цими путям.

Важливе відмінність маршрутизатора і міст те, що таблиця маршрутизації мосту містить адреси удалённых комп’ютерів, а таблиця маршрутизації маршрутизатора містить лише номери мереж. Маршрутизатори взаємодіють коїться з іншими маршрутизаторами, а чи не з удалёнными компьютерами.

Сприймаючи лише адресовані мережні пакети, маршрутизатори фільтрують некоректні дані і широкомовні пакети, цим зменшуючи навантаження на мережу. Адреса вузда призначення маршрутизатори не перевіряють, дивитися лише з адресу сіті й можуть прослуховувати мережу і безпомилково визначати, які її частини сильніше завантажені. Маршрутизатор також встановлює кількість транзитів між сегментами мережі. За такою інформацію, він вибирає маршрут передачі. Якщо хтось шлях перевантажений, він вкаже альтернативный.

Маршрутизатори поділяються на дві основні типа.

. Статические.

Вони потребують, щоб адміністратор вручну створив і сконфигурировал таблицю маршрутизації, і навіть зазначив кожен маршрут.

. Динамические.

Вони автоматично визначають маршрути і тому вимагають мінімальної настроювання й конфигурирования. Вони складніше статичних, оскільки аналізують інформацію з інших маршрутизаторів й у кожного пакета приймають окреме постанову по маршруті передачі через сеть.

Шлюзи. Шлюзи забезпечують зв’язок між різними архітектурами і середовищами. Вони переупаковывают і перетворять дані, передані з однієї середовища до іншої, щоб кожна середовище могла розуміти дані інших середовищ. Шлюз зокрема переупаковывает інформацію відповідно до вимогами системи призначення, змінює формат повідомлення, щоб прикладна програма на приймаючої боці могла розпізнати данные.

Шлюз пов’язує дві системи, що використовують разные:

— Комунікаційні протоколы.

— Структури і формати данных.

— Языки.

— Архитектуры.

Шлюзи створюються до виконання конкретного типу завдань, тобто. для конкретного типу перетворення даних. Шлюз приймає дані з однієї середовища, видаляє старий протокольний стік і переупаковывает в протокольний стік системи назначения.

Обробляючи дані, шлюз виконує такі операции:

— Витягає дані з які приходять пакетів, пропускаючи їх знизу вгору через повний стік протоколів передавальної сети.

— Наново упаковує отримані дані, пропускаючи згори донизу через стік протоколів мережі назначения.

Головне призначення шлюзів — здійснювати зв’язок між персональними комп’ютерами і середовищем мэйнфреймов. У локальної мережі один комп’ютер зазвичай виділяється в ролі шлюзу. Прикладні програми на настільних комп’ютерах через компьютер-шлюз отримують доступом до мэйнфрейму. Отже, користувачі можуть працювати з ресурсами мэйнфрейма як і просто, начебто ці ресурси належать їх власною компьютерам.