Аппаратные средства в компьютерных сетях. Аппаратные средства в компьютерных сетях уровень junior 09. 02. 07
 Скачать 0.62 Mb.
|
|
Что такое сеть? Совокупность устройств и систем, которые подключены друг к другу (логически или физически) и общающихся между собой. Размер этой сети может достигать размера Интернета, а может состоять всего из двух устройств, соединенных между собой кабелем. Компоненты сети Оконечные устройства (Передают и/или принимают какие-либо данные. К ним относятся: компьютеры, телефоны, терминалы, телевизоры) Промежуточные устройства (Соединяют оконечные узлы между собой. К ним относятся: коммутаторы, модемы, маршрутизаторы, Wi-Fi точки доступа) Компоненты сети Сетевые среды (Среды, в которых происходит передача данных. К ним относятся: кабели, сетевые карты, коннекторы, воздушный канал. Медный кабель – электрические сигналы. Оптоволоконный кабель – световой импульс. Беспроводные устройства – радиоволны.) Для чего используют сети Конечно для передачи информации Приложения - отправляем разные данные между устройствами, открываем доступ к общим ресурсам. Это могут быть как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом. Сетевые ресурсы - принтеры, которыми, пользуются в офисе или сетевые камеры, которые просматривает охрана, находясь в удаленной местности. Хранилище - сервер или рабочая станция, подключенная к сети, создаётся хранилище доступное для других пользователей (Google-диск, Yandex-диск). Для чего используют сети Backup (резервное копирование) - в крупных компаниях, используют центральный сервер, куда все компьютеры копируют важные файлы для резервной копии. VoIP – Телефония, работающая по протоколу IP. Топологии сети Топология с общей шиной (Bus Topology) Топологии сети Топология с общей шиной (Bus Topology) Принцип работы: к одному кабелю подсоединяют устройства и если в кабеле будет разрыв, то вся сеть станет неработоспособной. Топологии сети Топология кольцо (Ring Topology) Топологии сети Топология кольцо(Ring Topology) Принцип работы: каждое устройство подключается к 2-ум соседним. Логика топологии – с одного конца компьютер только принимает, а с другого только отправляет. Следующий передающий компьютер выступает в роли ретранслятора сигнала. Недостаток: если кольцо размыкается по причине неполадке, то сеть не работает. Для повышения отказоустойчивости, применяют двойное кольцо, когда в каждое устройство приходит 2 кабеля. Топологии сети Топология звезда (Star Topology) Топологии сети Топология звезда (Star Topology) Принцип работы: все устройства подключаются к центральному узлу, который является ретранслятором. Минусы: при отказе центрального узла, сеть недееспособна Плюсы: при обрыве какого-либо кабеля, только одно звено не работает, а остальные работают. Выше отказоустойчивость, чем в топологии КОЛЬЦО и ОБЩАЯ ШИНА Топологии сети Полносвязная топология (Full-Mesh Topology) Топологии сети Полносвязная топология (Full-Mesh Topology) Принцип работы: все устройства подключены напрямую друг к другу. Плюсы: самая отказоустойчивая. Минусы: огромные размеры, количество проводов, а также техническая сложность, так как если придётся подключить 1000 компьютеров, то на каждый ПК нужно по 1000 проводов. Топологии сети Неполносвязная топология (Partial-Mesh Topology) Топологии сети Неполносвязная топология (Partial-Mesh Topology) Принцип работы: соединение построено не с каждого на каждый узел, а через дополнительные узлы. Если хоти отправить данные с компьютера А на компьютер С, то сначала с А нужно отправить данные на В. Принцип похож на работу маршрутизатора. Топологии сети Смешанная топология (Hybrid Topology) Топологии сети Смешанная топология (Hybrid Topology) Представляет собой древовидную структуру. Объединяет все ранее перечисленные топологии. Является одной из самых отказоустойчивых, так как если у двух площадок произойдет обрыв, то парализована будет связь только между ними, а все остальные объединенные площадки будут работать безотказно. Сегодня, данная топология используется во всех средних и крупных компаниях. Сетевые модели История OSI На этапе зарождения компьютеров, у сетей не было единых стандартов. Каждый вендор (компания) использовал свои решения, которые не работали с технологиями других вендоров. Нужно было придумать общее решение и эту задачу возглавила международная организация по стандартизации ( ISO — International Organization for Standartization ). В результате придумали модель OSI в 1984 году. Её разрабатывали 7 лет. В настоящее время её не применяют в том виде котором была задумана, но используют для обучения и понимания компьютерным сетям. Сетевые модели Сетевые модели Физический уровень (Physical Layer) Определяет метод передачи данных, какая среда используется (передача электрических сигналов, световых импульсов или радиоэфир), уровень напряжения, метод кодирования двоичных сигналов. Происходит передача физических сигналов (токов, света, радио) от источника к получателю. Кроме единиц и нулей в нём нет других систем измерений, данный уровень не анализирует информацию и именно поэтому является самым нижним из уровней. Главный параметр загруженности – бит Технология данного уровня: стандарт - Ethernet Сетевые устройства, которые относят к первому уровню это железки, которые могут просто работать с физическим сигналом, не вникая в его логику (не декодируя). Сетевые модели Канальный уровень (Data Link Layer) После того, как мы получили физический сигнал с первого (физического) уровня, проверяются и исправляются ошибки передачи сигнала (напряжения разной амплитуды, волн или частот), проверяется целостность данных. Происходит адресация (узнаём какому ПК нужно отправить данные), обеспечивается согласованный доступ к разделяемой среде, чтобы в одно и то же время, информацию передавал один компьютер. На этом уровне появляются первые идентификаторы – MAC – адреса . Они состоят из 48 бит и выглядят примерно так: 00:FF:58:00:1C:03 и протокол «Ethernet» располагаются на этом уровне. Сетевые модели Канальный уровень (Data Link Layer) Для удобства дальнейших операций, биты группируются в кадры – frame (фрейм - кадр). Цель канального уровня – передача сообщений по КС – кадров. Канальный уровень сложный. Поэтому, его условно говоря делят на два подуровня: управление логическим каналом (LLC, Logical Link Control) и управление доступом к среде (MAC, Media Access Control). На этом уровне работают коммутаторы ! Минус: маленькая масштабируемость в отличие от сетевого уровня. Сетевые модели Сетевой уровень (Network Layer) Объединяет сети построенные разными технологиями, обеспечивает качественное обслуживание, выбирает оптимальный путь доставки информации. IPv4, IPv6 – сетевые протоколы. IP-адрес (уникальный сетевой адрес в сети любого сетевого устройства) состоящий из 32 бит. Благодаря маршрутизаторам, устраняются все различия сетей. Сетевой уровень – «ОСНОВА» интернета Для преобразования IP – адресов в MAC – адреса и обратно используется протокол ARP Сетевые модели Сетевой уровень (Network Layer) На этом уровне происходит маршрутизация трафика, как таковая. Если мы хотим попасть на сайт rutube.ru, то мы отправляем DNS – запрос, получаем ответ в виде IP – адреса и подставляем его в пакет . Если на втором уровне мы используем термин фрейм/кадр, как мы говорили ранее, то здесь мы используем пакет На данном уровне работает маршрутизатор ! Сетевые модели Транспортный уровень (Transport Layer) Занимается взаимодействием сетевых приложений. Пример: скачиваете файл с Интернета, файл в виде пакетов отправляется на Ваш компьютер, но на ПК множество служб и сетевых приложений (почта, скайп, браузер и тд), необходимо понять, какому приложению передавать этот пакет. Выполняется транспортировка пакета. Вводится понятия портов , которые нужны для указания назначения к конкретной службе. На этом уровне работают протоколы TCP ( Transmission Control Protoco l, трафик чувствителен к потерям, передача 100%-нет проблем) и UDP ( User Datagram Protocol, немного потеряем - не страшно, передача не 100%, так как возможны потери пакетов: разговор по телефону, Skype, WhatsApp). Сетевые модели Транспортный уровень (Transport Layer) Задачи: Отправка данных между процессами на разных хостах (устройства где функционируют полезные пользовательские программы и сетевое оборудование, например, коммутаторы, маршрутизаторы, компьютеры). Обеспечение адресации, нужно знать для какого процесса предназначен тот или другой пакет. Обеспечение надежности передачи информации (редко ошибки). Гарантирует доставку данных, использует подтверждение от получателя, если подтверждение не пришло транспортный снова отправляет подтверждение данных. Гарантия следования сообщений. Сетевые модели Транспортный уровень (Transport Layer) Для адресации на транспортном уровне используются порты, это числа от 1 до 65 535. Порты записываются вот так: 192.168.1.3: 80 (IP адрес и порт ). Особенность - обеспечивает сквозное соединение между двумя взаимодействующими хостами. Данный уровень независим от сети, он позволяет скрыть от разработчиков приложений детали сетевого взаимодействия. Сетевые модели Сеансовый уровень (Session Layer) Установлении, управлении и разрыве соединения между двумя хостами. Пример : когда открываете страницу на веб- сервере, то Вы не единственный посетитель на нем. И вот для того, чтобы поддерживать сеансы со всеми пользователями, нужен сеансовый уровень. Определяет, какая будет передача информации между 2- мя прикладными процессами: полудуплексной (по очередная передача и прием данных); или дуплексной (одновременная передача и прием информации). Сессия - набор сетевых взаимодействий, целенаправленных на решение единственной задачи. Сетевые модели Уровень представления (Presentation Layer) Структурирует информацию в читабельный вид для прикладного уровня. Происходит преобразование форматов сообщений, такое как кодирование или сжатие. Тут обитают JPEG и GIF и тд. Пример: многие компьютеры используют таблицу кодировки ASCII для вывода текстовой информации или формат jpeg для вывода графического изображения. Ответственен за передачу потока на четвертый (транспортный уровень). Сетевые модели Уровень представления (Presentation Layer) Для защиты отправляемых данных по сети используется шифрование: SSL (secure sockets layer), а также TLS (transport layer security), эти технологии позволяют шифровать данные которые отправляются по сети. Сетевые модели Прикладной уровень (Application Layer) На этом уроне работают привычные для нас приложения — e-mail, браузеры, мессенджеры и другие, по протоколу HTTP, FTP, SMTP и остальные. Функции: - управление заданиями и системой; - определение пользователей по их логину, e-mail адресу, паролям, электронным подписям; - запросы на соединение с иными прикладными процессами. Сетевые модели Модель OSI Главное! Нельзя перескакивать с уровня на уровень (Например, с прикладного на канальный, или с физического на транспортный). Весь путь должен проходить строго с верхнего на нижний и с нижнего на верхний. Такие процессы получили название инкапсуляция (с верхнего на нижний) и деинкапсуляция (с нижнего на верхний). Разграничиваем области знаний Backup vs Snapshot Backup - резервное копирование данных, которое позволяет при необходимости восстановить файлы, диски или даже операционную систему целиком. При этом после восстановления состояние компьютера будет отличаться от того, которое было в момент начала резервного копирования. Это происходит из-за того, что резервное копирование занимает время, за это время некоторые файлы могут измениться. Разграничиваем области знаний Backup vs Snapshot Snapshot - позволяет сделать "снимок" состояния компьютера в определенный момент времени. Из него можно быстро вернуть компьютер в точно такое же состояние, в котором он пребывал на создания "снимка". Минус - возникает очень высокая нагрузка на дисковую систему, поскольку в данном случае все изменения, произошедшие с компьютером после создания снэпшота, записываются в отдельный файл. Чем больше времени прошло - тем больше будет объем файла. Разграничиваем области знаний Backup vs Snapshot Заключение! В большинстве случаев для обеспечения сохранности данных и для восстановления компьютера оправданным будет применения бэкапов , а снэпшот полезен только для экспериментов с компьютером с возможностью быстрого отката в исходное состояние |