Комп_сети_(лекция_к_зан20)

Компьютерные
сети
(КС):
аппаратное
и
программное
обеспечение, этапы разработки.
Первый вопрос, на который предстоит ответить: а зачем вообще нужны КС?
1. Решение экономических проблем.

Использование одного принтера для многих компьютеров.

Установка сетевой версии прикладного программного обеспечения.
2. Координация работы многих пользователей над одной проблемой.
3. Решение коммуникационных проблем.
4. Возможность вести централизованную работу по защите информации и программ.
Конечно, вышеперечисленные проблемы можно решать и другими способами (например,
в случае с принтерами – использование переключателя), но за счет создания КС можно
решать их все в комплексе.
Определение: КС – это совокупность компьютеров, специального аппаратного и
специального программного обеспечения для обеспечения взаимодействия компьютеров
(следовательно, и пользователей).
Что понимается под взаимодействием компьютеров?
Это совместное использование ресурсов (например, сетевой принтер). Предоставление
ресурса в совместное использование называется разделением ресурса. Ресурсы,
аппаратные (CD-ROM) или информационные (документы, программы), работа с
которыми возможна пользователям сети, называются разделенными.
КС бывают:
1. Локальные сети (LAN – Local Area NetWork) – сети в таких рамках, которые
достаточно точно можно определить (здание, фирма, студенческий городок). В
таких сетях количество легальных пользователей точно определено.
2. Глобальные сети – сети объединяющие компьютеры в масштабах города,
континента или мира (InterNet).
3. IntraNet – это сети, построенные на основе протокола TCP/IP.
Для того чтобы построить КС, необходимо выполнить три основных условия:
1. Установить соединения, то есть определить физические элементы аппаратуры,
необходимой для подключения компьютера к сети, провода или другие каналы (среды
передачи) для взаимодействия компьютеров.
Для LAN – это, например, сетевые карты (адаптеры), коннекторы, кабельное соединение.
Для ГКС – это модемы (устройства, предназначенные для передачи данных по
телефонным линиям), линии связи.
2. Необходимо установить правила, по которым компьютеры смогут «общаться» друг с
другом (выбрать протокол). (пример о телефонном переговоре с выбором языка)
Определение: протокол приема-передачи данных – это свод правил, которые определяют
порядок взаимодействия компьютеров в сети и регламентируют обмен информации в
сети. Например: Ethernet, Token Ring.
3. Необходимо определить для чего собственно строится сеть, то есть услуги, или
сервисы, сети. (продолжение примера о переговоре).
Определение: сервисы сети – это то, что компьютеры могут совместно использовать.
В зависимости от того, с какой сетью мы имеем дело, сервисы сети могут быть
различными. Однако можно выделить те услуги, которые являются основными:
1. Разделение
аппаратных
ресурсов
компьютера
(принтеры,
CD-ROM,
процессоры и т.д.)
2. Разделение информационных ресурсов (доступ к общим информационным
ресурсам, совместное использование сетевых программ).
3. Сервисные услуги (обмен сообщениями в режиме реального времени, электронная
почта).
4. Защита информации (централизованная работа по защите информации).
В каждом классе сетей особый упор делается на предоставлении вполне определенного
комплекса услуг.
Например, локальная сеть в первую очередь предоставляет возможность разделять
информационные и аппаратные ресурсы. А обмен электронной почтой является
дополнительным сервисом. Последняя, в свою очередь, является основным сервисом
глобальных сетей.
Определение: компьютер, использующий ресурсы другого компьютера, называется
рабочей станцией (Work Station – WS, клиент). Компьютер, предоставляющий свои
ресурсы другим компьютерам сети, называется сервером (Server).
Все серверы можно разделить по предоставляемым ими ресурсам:
1. Файл-серверы – предоставляет свои файлы в совместное использование,
разделение жесткого диска.
2. Print-серверы – серверы печати, разделение принтера.
3. CD-ROM-серверы – разделение CD-ROM.
4. Серверы приложений – например, MS SQL Serv 6.5 – сервер баз данных.
Серверы бывают:
1. Выделенные – это те, которые в одно и то же время не могут быть и сервером и
рабочей станцией.
2. Невыделенные – это те, которые в одно и то же время могут быть и сервером и
рабочей станцией.
Определение: сеть на базе выделенного сервера – многоранговая, невыделенного –
одноранговая.
Пример одноранговых сетей: сети построенные на базе ОС Windows 3.11, 95-98, NetWare
Lite.
Пример многоранговых сетей: сети построенные на базе ОС Windows NT, Novell NetWare,
OS/2 Warp.
Возникает вопрос: а какие сети лучше?
Однозначного ответа на него нет.
Одноранговые сети дешевле, проще в настройке, удобны, когда мало машин одного
класса. Она более мобильна. Многоранговые сети предоставляют больше возможностей
по администрированию (централизованной работе по защите информации), как следствие
они более надежны.
Качественные характеристики КС.
Определение: топология КС – это способ физического соединения компьютеров в сеть.
Обычно выделяют следующие топологии КС:
1. Полносвязная. Каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Применяются
редко.
2. Ячеистая. Получается из полносвязной путем удаления некоторых связей.
3. Шина.
4. Кольцо.
5. Звезда.
6. Смешанная.
Возникает вопрос – а какие сети лучше? Однозначного ответа на него нет. Все зависит от
того для каких целей строится КС.
Определение: архитектура КС – это способ взаимодействия программных компонент
сервера (серверов) и рабочих станций.
На сегодня широкое распространение получили:
1. Клиент-серверная архитектура: это когда запрос рабочей станции выполняется на
стороне сервера. Как правило, такая архитектура позволяет осуществлять доступ к
базам данных.
2. Архитектура точка-точка: это когда запрос рабочей станции выполняется на
стороне рабочей станции. Это взаимодействие, как правило, файл-серверов и
рабочих станций в сети.
Количественные характеристики КС.
Количественные характеристики есть у любой аппаратуры, входящей в состав КС. Об
этом
рассказ
в
разделе
аппаратное
обеспечение
LAN.
Можно
выделить
две
характеристики, которые относятся абсолютно ко всем КС: скорость передачи
информации (быстродействие КС) и трафик (загруженность КС).
Замечание: скорость передачи информации (измеряется в Мбит/с) от одного устройства
до другого не может превышать скорости минимального по этому показателю устройства,
через которое проходит информация. (Необходимо проиллюстрировать примером).
Аппаратное обеспечение LAN.
Определение 1: сетевая карта (адаптер) – это плата, вставляемая в слот расширения
материнской платы и предназначенная для обеспечения связи между компьютерами сети.
Принцип работы: посредством определенного протокола приема-передачи данных
формирует пакеты («порции» данных), которые затем передает по назначению. Сетевая
карта посылает сообщения, принимает и отбирает из поступающих пакетов те, которые
адресованы конкретной рабочей станции. Также она проверяет отсутствие ошибок в
переданных сигналах, так как на корректную передачу сигнала могут повлиять различные
помехи.
Основные характеристики сетевых карт.
1. Используемый протокол (на сегодняшний день распространены два протокола
приема-передачи данных в локальной компьютерной сети – протокол Ethernet и
Token Ring).
2. Скорость обмена данными (бывает 4. 10, 16, 20, 100 Мбит/c и др. в зависимости от
фирмы производителя и используемого протокола).
3. Способ обработки возникающих ошибок.
Определение 2: кабель – это самая распространенная среда передачи сигнала для LAN.
Кабели бывают разных типов.
Коаксиальный кабель – это жила (медный провод), вокруг которого оплетка и изоляция
(похож на кабель для подключения телевизора к центральной антенне).
 Толстый – максимальная протяженность от устройства до устройства до 500
метров, не эластичный.
 Тонкий – максимальная протяженность от устройства до устройства до 185 метров,
эластичный.
Скорость передачи у этого типа кабеля до 100 Мбит/с, он обеспечивает достаточно
высокую помехоустойчивость.
Витая пара – представляет собой скрученные вместе провода. Обладает меньшей
стоимостью, большей помехоустойчивостью, и, в силу некоторых технических
особенностей, построение сети на базе витой пары проще. Скорость передачи у этого типа
кабеля до 100 Мбит/с.
Экранированная – содержит защитный экран, протяженность от устройства до устройства
до 66 метров.
Неэкранированная – не содержит защитного экрана, протяженность от устройства до
устройства до 100 метров.
Определение 3: Коннектор – это соединительный элемент для сопряжения кабелей и
сетевых карт.
Для разных типов кабелей применяются различные коннекторы.
Определение 4: Сетевые концентраторы (Hub) – это распределители потоков
информации в сетях топологии «звезда».
Определение 5: Терминатор – это нагрузочное сопротивление на разрыве сети
(топология «шина»).
Замечание: здесь приведены далеко не все элементы аппаратуры для локальных сетей.
Программное обеспечение LAN.
Определение: Сетевая операционная система (СОС) – это программа или комплекс
программ,
предоставляющих
возможность
использования
аппаратной
части
компьютерной сети и реализующих сетевые сервисы: разделение информационных и
аппаратных
ресурсов,
средства
коммуникации,
предоставляет
системному
администратору интерфейс администрирования компьютерной сетью.
Вообще говоря, сетевая операционная система «состоит» из двух частей – серверной
компоненты и клиентской. Компоненты СОС на каждой рабочей станции и сервере
взаимодействуют друг с другом посредством протокола. Перечислим некоторые
протоколы: IBM NetBIOS, NetBEUI, IPX/SPX.
Ниже приведен список некоторых СОС.
Операционная система
Apple Talk
LANtastic
NetWare
Производитель
Apple
Artisoft
Novell
Тип ОС
многоранговая
одноранговая
Novell
Microsoft
IBM
Microsoft
Microsoft
NetWare Lite
OS/2 LAN Manager
OS/2 LAN Server
Windows NT, 2000, XP
Windows 95, 98, Me
многоранговая
одноранговая
многоранговая
Защита информации. Администрирование сети.
Когда информационные или аппаратные ресурсы становятся доступны многим
пользователям в сети, возникает вопрос о защите информации. Главная цель защиты
информации – контроль за доступом к ней. К просмотру, созданию, удалению или
изменению данных должны допускаться только лица, обладающие необходимыми
полномочиями.
Определение:
Администрирование
сети
–
это
централизованная
работа
по
рациональному и правильному использованию ресурсов сети. В частности определение
круга пользователей сети и их прав, с целью обеспечения защиты информации.
К системному администратору предъявляются следующие требования:
1. Обеспечение конфиденциальности информации.
2. Поддержка целостности и точности хранимой информации и программ, которые ее
обрабатывают.
3. Обеспечение доступности систем, данных и служб для тех, кто имеет право
доступа.
4. Должен обеспечить соответствие всех направлений деятельности действующему
законодательству,
инструкциям,
лицензиям,
контрактам
и
установленным
этическим нормам.
5. Обеспечение восстановления данных в случае их утери или повреждения.
Далее приведены примеры опасных ситуаций, возникающих в реальной жизни:
1. Аппаратные сбои.
2. Вирусы.
3. Кража

оборудования;

информации;

услуг.
4. Небрежность
5. Пиратство
И т.д.