РУ. Информационные процессы и технологии
 Скачать 3.52 Mb.
|
|
Шредеры – устройства для уничтожения документов. Информация, содержащаяся в документах часто носит конфиденциальный характер. Проблема уничтожения документов на твердых носителях актуальна для всех без исключения организаций: правительственные учреждения, финансовые и юридические структуры, производственные и торговые предприятия и т.д. Существует три основных способа уничтожения документов: химический, термический и механический. Первые два связаны с определенными неудобствами и дополнительными финансовыми затратами на содержание отдельных помещений, оснащенных специальными системами фильтрации и вентиляции воздуха, противопожарной безопасности, специально подготовленного персонала, спецодежды. В связи с этим наибольшее распространение получил именно механический принцип «разрезания документов на части», реализуемый в шреддерах. Современные уничтожители можно классифицировать по следующим критериям: 32 число пользователей и производительность – персональные (для применения непосредственно на рабочем месте); офисные (для коллективного пользования); промышленные (для централизованной обработки деловых бумаг, размельчения бумажно-картонной упаковки); вид резки – параллельный, измельчающий документы на полосы различной ширины; перекрестный, предполагающий одновременную продольно-поперечную резку документа на мелкие фрагменты; степень секретности (по международному стандарту DIN 32757): 1-й уровень – для документов общего содержания. Допускается ширина полосы не более 12 мм неограниченной длины. Площадь фрагмента не более 2000 мм 2 ; 2-й уровень – для внутренних документов с ограниченным доступом (ДСП). Ширина полосы не более 6 мм с неограниченной длиной. Площадь фрагмента не более 800 мм 2 ; 3-й уровень – для конфиденциальных документов. Полоса не шире 2 мм и площадь не более 594 мм 2 , либо полоса не шире 4 мм, длина не более 80 мм и площадь фрагмента не более 320 мм 2 ; 4-й уровень – для секретных документов. Ширина полосы не более 2 мм, длина не более 15 мм, площадь фрагмента 30 мм 2 ; 5-й уровень – для документов под грифом «совершенно секретно». Полоса не шире 0,8 мм, длина не более 13 мм, общая площадь фрагмента не более 10 мм 2 ; формат носителей информации – А4, В4, A3; режим работы – повторно-кратковременный (непрерывная работа аппаратов в течение не более получаса с последующим перерывом); непрерывный (аппараты могут работать непрерывно неограниченное время). Цифровые камеры. Сегодня особой популярностью стали пользоваться цифровые камеры, так как снимки полученные на них можно сразу использовать в компьютерной среде. А это бывает нужно для самых разных дел, среди которых Интернет и всевозможные приложения мультимедиа: презентации, доклады, справочники, графические базы данных. Цифровые камеры обеспечивают оперативность, недоступную традиционной фототехнике: снимки можно сразу же распечатать или отправить по сети. Камеры могут работать в различных режимах – от автоматических, доступных даже новичку, до полностью ручных, позволяющих реализовать свои творческие задумки. Цифровые возможности камер гармонично сочетаются с оптическими. Первая камера на ПЗС-матрице с качеством изображения, достаточным для телевизионного вещания, была продемонстрирована разработчиками Bell Labs в 1975 г. Сегодня трудно назвать устройство для преобразования изображения в электрический сигнал, в котором не использовались бы ПЗС- матрицы. Это цифровые видеокамеры и фотоаппараты, сканеры и считыватели штрих – кодов, копировальные и факс-машины. Даже в известном телескопе 33 Hubble Space Telescope нашли применение мозаики сверхчувствительных ПЗС- матриц. В качестве приёмника света раньше использовались фотоматериалы: фотопластинки, фотоплёнка, фотобумага. Позже появились телевизионные камеры и ФЭУ (фото-электрический умножитель). В конце 60-х – начале 70-х годов начали разрабатываться так называемые "Приборы с Зарядовой Связью", что сокращённо пишется как ПЗС. На английском языке это выглядит как "charge-coupled devices" или сокращённо – CCD. В принципе ПЗС-матриц лежал факт, что кремний способен реагировать на видимый свет. И этот факт привёл к мысли что этот принцип может использоваться для получения изображений светящихся объектов. Применение ПЗС-матриц на сегодняшний день нашло широкое применение: цифровые фотокамеры, видеокамеры; ПЗС-матрица как фотокамеры стало возможным встраивать даже в мобильные телефоны. Устройство ПЗС Типичное устройство ПЗС (рис. 1.13): на полупроводниковой поверхности находится тонкий (0.1-0.15 мкм) слой диэлектрика (обычно окисла), на котором располагаются полоски проводящих электродов (из металла или поликристаллического кремния). Эти электроды образуют линейную или матричную регулярную систему, причем расстояния между электродами столь малы, что существенными являются эффекты взаимного влияния соседних электродов. Принцип работы ПЗС основан на возникновении, хранении и направленной передаче зарядовых пакетов в потенциальных ямах, образующихся в приповерхностном слое полупроводника при приложении к электродам внешних электрических напряжений. Рис. 1.13. Устройство ПЗС 34 На рис. 1.13 символами С1, С2 и С3 обозначены МОП-конденсаторы (металл-окисел-полупроводник). Если к какому-либо электроду приложить положительное напряжение U, то в МДП-структуре возникает электрическое поле, под действием которого основные носители (дырки) очень быстро (за единицы пикосекунд) уходят от поверхности полупроводника. В результате у поверхности образуется обедненный слой, толщина которого составляет доли или единицы микрометра. Неосновные носители (электроны), генерированные в обедненном слое под действием каких-либо процессов (например, тепловых) или попавшие туда из нейтральных областей полупроводника под действием диффузии, будут перемещаться (под действием поля) к границе раздела полупроводник-диэлектрик и локализоваться в узком инверсном слое. Таким образом, у поверхности возникает потенциальная яма для электронов, в которую они скатываются из обедненного слоя под действием поля. Генерированные в обедненном слое основные носители (дырки) под действием поля выбрасываются в нейтральную часть полупроводника. В течение заданного интервала времени каждый пиксель постепенно заполняется электронами пропорционально количеству попавшего в него света. По окончании этого времени электрические заряды, накопленные каждым пикселем, по очереди передаются на "выход" прибора и измеряются.Виктор Белов. С точностью до десятых долей микрона. http://www.foto- video.ru/tech/review/digital_theory 7 Современные цифровые камеры позволяют делать снимки с достаточно хорошим разрешением, а их цветовая палитра насчитывает миллионы оттенков. Вдобавок к этому фотокамеры обычно имеют полноцветный ЖК-дисплей, предназначенный для просмотра отснятых фотографий, накопитель на сменных носителях и встроенную вспышку. Наличие ЖК-дисплея позволяет прямо в процессе съемки оценить будущий результат и внести необходимые коррективы. Большинство цифровых фотокамер комплектуется несложными графическими редакторами, позволяющими корректировать яркость и контрастность снимков, избавляться от эффекта красных глаз. Кроме того, с цифровой фотокамерой вы будете избавлены от необходимости покупать фотопленку, а потом платить за ее проявку. Если же вы захотите поделиться красочными фотографиями с коллегами или друзьями, то можете отправить ее в цифровом виде по электронной почте или распечатать на цветном принтере. И несмотря на то, что качество цифровых фотографий пока не дотягивает до уровня обычных фотоотпечатков, цифровые камеры, как и компьютеры в целом, продолжают совершенствоваться, их возможности растут, а цены снижаются. Разрешающая способность цифровых фотоаппаратов увеличивается ежегодно как минимум на 1 млн. пикселов. 35 На рынке цифровых камер высокого разрешения доминируют корпорации Matsushita Electric Industrial, Sharp и Sony, но широко известны фотокамеры таких фирм, как Casio, Canon, Nikon и Olympus. Виды и назначение компьютерных сетей В условиях постоянного роста информационных потоков практически невозможно взаимодействие фирм, банковских структур, государственных предприятий и организаций без современных технических средств дистанционной передачи информации. Электронные коммуникации приобретают в современном мире все большее значение. Система передачи информации – совокупность средств, служащих для передачи информации. В автоматизированных системах обработки информации и управления используются системы автоматизированной передачи информации – системы административно-управленческой связи. На рис. 1.14 представлена обобщенная структурная схема автоматизированной системы передачи информации. Рис. 1.14. Обобщенная структурная схема автоматизированной системы передачи информации Источник и потребитель информации, в качестве которых могут быть ЭВМ, системы хранения информации, различного рода датчики и исполнительные устройства, а также отдельные пользователи, являются абонентами системы передачи. Передатчик преобразует поступающие от абонента сообщения в сигнал, передаваемый по каналу связи. Приемник выполняет обратное преобразование сигнала в сообщение, поступающее абоненту. Компьютерные сети и сетевые технологии обработки информации стали основой для построения современных информационных систем. Компьютер 36 ныне следует рассматривать не как отдельное устройство обработки, а как «окно» в компьютерные сети, средство коммуникаций с сетевыми ресурсами и другими пользователями сетей. Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net – сеть, и work – работа) – это система обмена информацией между компьютерами. Представляет собой совокупность трех компонент: сети передачи данных (включающей в себя каналы передачи данных и средства коммутации); компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных; сетевого программного обеспечения. Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы. Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей. Ветвь сети – это путь, соединяющий два смежных узла. Узлы сети бывают трёх типов: оконечный узел – расположен в конце только одной ветви; промежуточный узел – расположен на концах более чем одной ветви; смежный узел – такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов. Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами. Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией. Топологией сети называется физическую или электрическую конфигурацию кабельной системы и соединений сети. В топологии сетей применяют несколько специализированных терминов: узел сети – компьютер, либо коммутирующее устройство сети; ветвь сети – путь, соединяющий два смежных узла; оконечный узел – узел, расположенный в конце только одной ветви; промежуточный узел – узел, расположенный на концах более чем одной ветви; смежные узлы – узлы, соединенные, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов. Существует всего 5 основных типов топологии сетей: 1. Топология “Общая Шина”. В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной: Общая шина является очень распространенной топологией для локальных сетей. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки и унифицирует подключение различных модулей. Основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: 37 любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети. Рис. 1.15. Топология “Общая Шина” 2. Топология “Звезда”. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети: Рис. 1.16. Топология “Звезда” В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной – существенно большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль 38 интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи. К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях. 3. Топология “Кольцо”. В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении: Рис. 1.17. Топология “ Кольцо” Если компьютер распознает данные как предназначенные ему, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии – простота управления, недостаток – возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами. 39 4. Ячеистая топология. Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами: Рис. 1.18. Ячеистая топология В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Достоинства данной топологии в ее устойчивости к отказам и перегрузкам, т.к. имеется несколько способов обойти отдельные узлы. 5. Смешанная топология. В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию – звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией: Алексеев Е.Г. Электронный учебник по информатике http://school.uni- altai.ru/cs/msg/1189588390/ 8 40 Рис. 1.19. Смешанная топология Наиболее распространенные виды топологий сетей: шина (bus); звезда (star); кольцо (ring). Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля [сегмента (segment)], топология называется шиной. В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора, топология называется звездой. Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца. Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности часто встречаются довольно сложные комбинации, объединяющие свойства нескольких топологий. Важнейшая характеристика компьютерной сети – её архитектура. Наиболее распространённые архитектуры: 41 Ethernet (англ. ether – эфир) – широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология – линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек. Arcnet (Attached Resource Computer Network – компьютерная сеть соединённых ресурсов) – широковещательная сеть. Физическая топология – дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек. Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) – кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов – маркера – из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи – 100 Мбит/сек. Топология – двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети – 1000. Очень высокая стоимость оборудования. АТМ (Asynchronous Transfer Mode) – перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи оптические. Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации и основано на так называемой модели OSI (модель взаимодействия открытых систем – Model of Open System Interconnections). Модель OSI была создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO (International Standards Organization). Согласно модели OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней – до семи). Самый верхний уровень – прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний уровень – физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютере клиента в результате перемещения с нижнего уровня на верхний. 42 Рис. 1.20. Уровни управления и протоколы модели OSI Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и характер взаимодействия программ и данных (программные протоколы). Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства (интерфейсы) и программные средства (программы поддержки протоколов). Программы, выполняющие поддержку протоколов, также называют протоколами. Каждый уровень архитектуры подразделяется на две части: спецификацию услуг; спецификацию протокола. Спецификация услуг определяет, что делает уровень, а спецификация протокола – как он это делает, причем каждый конкретный уровень может иметь более одного протокола. Рассмотрим функции, выполняемые каждым уровнем программного обеспечения: 1. Физический уровень осуществляет соединения с физическим каналом, так, отсоединения от канала, управление каналом. Определяется скорость передачи данных и топология сети. 2. Канальный уровень добавляет в передаваемые массивы информации вспомогательные символы и контролирует правильность передаваемых данных. 43 Здесь передаваемая информация разбивается на несколько пакетов или кадров. Каждый пакет содержит адреса источника и места назначения, а также средства обнаружения ошибок. 3. Сетевой уровень определяет маршрут передачи информации между сетями, обеспечивает обработку ошибок, а так же управление потоками данных. Основная задача сетевого уровня – маршрутизация данных (передача данных между сетями). 4. Транспортный уровень связывает нижние уровни (физический, канальный, сетевой) с верхними уровнями, которые реализуются программными средствами. Этот уровень разделяет средства формирования данных в сети от средств их передачи. Здесь осуществляется разделение информации по определенной длине и уточняется адрес назначения. 5. Сеансовый уровень осуществляет управление сеансами связи между двумя взаимодействующими пользователями, определяет начало и окончание сеанса связи, время, длительность и режим сеанса связи, точки синхронизации для промежуточного контроля и восстановления при передаче данных; восстанавливает соединение после ошибок во время сеанса связи без потери данных. 6. Представительский – управляет представлением данных в необходимой для программы пользователя форме, производит компрессию и декомпрессию данных. Задачей данного уровня является преобразование данных при передаче информации в формат, который используется в информационной системе. При приеме данных данный уровень представления данных выполняет обратное преобразование. 7. Прикладной уровень взаимодействует с прикладными сетевые программами, обслуживающими файлы, а также выполняет вычислительные, информационно-поисковые работы, логические преобразования информации, передачу почтовых сообщений и т.п. Главная задача этого уровня – обеспечить удобный интерфейс для пользователя. На разных уровнях обмен происходит различными единицами информации: биты, кадры, пакеты, сеансовые сообщения, пользовательские сообщения.Алексеев Е.Г. Электронный учебник по информатике http://school.uni-altai.ru/cs/msg/1189588390/ 9 Способы соединения между собой устройств сети. Для этого используется специальное оборудование: Основными компонентами сети являются рабочие станции, серверы, передающие среды (кабели) и сетевое оборудование. Рабочими станциями называются компьютеры сети, на которых пользователями сети реализуются прикладные задачи. Серверы сети – это аппаратно-программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Сервером может быть это любой подключенный к сети компьютер, на котором 44 находятся ресурсы, используемые другими устройствами локальной сети. В качестве аппаратной части сервера используется достаточно мощные компьютеры. Сети можно создавать с любым из типов кабеля. 1. Витая пара (TP – Twisted Pair) – это кабель, выполненный в виде скрученной пары проводов. Он может быть экранированным и неэкранированным. Экранированный кабель более устойчив к электромагнитным помехам. Витая пара наилучшим образом подходит для малых учреждений. Недостатками данного кабеля является высокий коэффициент затухания сигнала и высокая чувствительность к электромагнитным помехам, поэтому максимальное расстояние между активными устройствами в ЛВС при использовании витой пары должно быть не более 100 метров. 2. Коаксиальный кабель состоит из одного цельного или витого центрального проводника, который окружен слоем диэлектрика. Проводящий слой алюминиевой фольги, металлической оплетки или их комбинации окружает диэлектрик и служит одновременно как экран против наводок. Общий изолирующий слой образует внешнюю оболочку кабеля. Коаксиальный кабель может использоваться в двух различных системах передачи данных: без модуляции сигнала и с модуляцией. В первом случае цифровой сигнал используется в таком виде, в каком он поступает из ПК и сразу же передается по кабелю на приемную станцию. Он имеет один канал передачи со скоростью до 10 Мбит/сек и максимальный радиус действия 4000 м. Во втором случае цифровой сигнал превращают в аналоговый и направляют его на приемную станцию, где он снова превращается в цифровой. Операция превращения сигнала выполняется модемом; каждая станция должна иметь свой модем. Этот способ передачи является многоканальным (обеспечивает передачу по десяткам каналов, используя для этого всего лишь один кабель). Таким способом можно передавать звуки, видео сигналы и другие данные. Длина кабеля может достигать до 50 км. 3. Оптоволоконный кабель является более новой технологией, используемой в сетях. Носителем информации является световой луч, который модулируется сетью и принимает форму сигнала. Такая система устойчива к внешним электрическим помехам и таким образом возможна очень быстрая, секретная и безошибочная передача данных со скоростью до 2 Гбит/с. Количество каналов в таких кабелях огромно. Передача данных выполняется только в симплексном режиме, поэтому для организации обмена данными устройства необходимо соединять двумя оптическими волокнами (на практике оптоволоконный кабель всегда имеет четное, парное количесво волокон). К недостаткам оптоволоконного кабеля можно отнести большую стоимость, а также сложность подсоединения. 4. Радиоволны в микроволновом диапазоне используются в качестве передающей среды в беспроводных локальных сетях, либо между мостами или 45 шлюзами для связи между локальными сетями. В первом случае максимальное расстояние между станциями составляет 200-300 м, во втором – это расстояние прямой видимости. Скорость передачи данных – до 2 Мбит/с. Беспроводные локальные сети считаются перспективным направлением развития ЛС. Их преимущество – простота и мобильность. Также исчезают проблемы, связанные с прокладкой и монтажом кабельных соединений – достаточно установить интерфейсные платы на рабочие станции, и сеть готова к работе. Выделяют следующие виды сетевого оборудования: 1. Сетевые карты – это контроллеры, подключаемые в слоты расширения материнской платы компьютера, предназначенные для передачи сигналов в сеть и приема сигналов из сети. 2. Терминаторы – это резисторы номиналом 50 Ом, которые производят затухание сигнала на концах сегмента сети. 3. Концентраторы (Hub) – это центральные устройства кабельной системы или сети физической топологии "звезда", которые при получении пакета на один из своих портов пересылает его на все остальные. В результате получается сеть с логической структурой общей шины. Различают концентраторы активные и пассивные. Активные концентраторы усиливают полученные сигналы и передают их. Пассивные концентраторы пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его. 4. Повторители (Repeater) – устройства сети, усиливает и заново формирует форму входящего аналогового сигнала сети на расстояние другого сегмента. Повторитель действует на электрическом уровне для соединения двух сегментов. Повторители ничего распознают сетевые адреса и поэтому не могут использоваться для уменьшения трафика. 5. Коммутаторы (Switch) – управляемые программным обеспечением центральные устройства кабельной системы, сокращающие сетевой трафик за счет того, что пришедший пакет анализируется для выяснения адреса его получателя и соответственно передается только ему. Использование коммутаторов является более дорогим, но и более производительным решением. Коммутатор обычно значительно более сложное устройство и может обслуживать одновременно несколько запросов. Если по какой-то причине нужный порт в данный момент времени занят, то пакет помещается в буферную память коммутатора, где и дожидается своей очереди. Построенные с помощью коммутаторов сети могут охватывать несколько сотен машин и иметь протяженность в несколько километров. 6. Маршрутизаторы (Router) – стандартные устройства сети, работающие на сетевом уровне и позволяющее переадресовывать и маршрутизировать пакеты из одной сети в другую, а также фильтровать широковещательные сообщения. 7. Мосты (Bridge) – устройства сети, которое соединяют два отдельных сегмента, ограниченных своей физической длиной, и передают трафик между 46 ними. Мосты также усиливают и конвертируют сигналы для кабеля другого типа. Это позволяет расширить максимальный размер сети, одновременно не нарушая ограничений на максимальную длину кабеля, количество подключенных устройств или количество повторителей на сетевой сегмент. 8. Шлюзы (Gateway) – программно-аппаратные комплексы, соединяющие разнородные сети или сетевые устройства. Шлюзы позволяет решать проблемы различия протоколов или систем адресации. Они действует на сеансовом, представительском и прикладном уровнях модели OSI. 9. Мультиплексоры – это устройства центрального офиса, которое поддерживают несколько сотен цифровых абонентских линий. Мультиплексоры посылают и получают абонентские данные по телефонным линиям, концентрируя весь трафик в одном высокоскоростном канале для передачи в Internet или в сеть компании. 10. Межсетевые экраны (firewall, брандмауэры) – это сетевые устройства, реализующие контроль за поступающей в локальную сеть и выходящей из нее информацией и обеспечивающие защиту локальной сети посредством фильтрации информации. Большинство межсетевых экранов построено на классических моделях разграничения доступа, согласно которым субъекту (пользователю, программе, процессу или сетевому пакету) разрешается или запрещается доступ к какому-либо объекту (файлу или узлу сети) при предъявлении некоторого уникального, присущего только этому субъекту, элемента. В большинстве случаев этим элементом является пароль. В других случаях таким уникальным элементом является микропроцессорные карточки, биометрические характеристики пользователя и т. п. Для сетевого пакета таким элементом являются адреса или флаги, находящиеся в заголовке пакета, а также некоторые другие параметры. Таким образом, межсетевой экран – это программный и/или аппаратный барьер между двумя сетями, позволяющий устанавливать только авторизованные межсетевые соединения. Обычно межсетевые экраны защищают соединяемую с Internet корпоративную сеть от проникновения извне и исключает возможность доступа к конфиденциальной информации.Алексеев Е.Г. Электронный учебник по информатике http://school.uni-altai.ru/cs/msg/1189588390/ 10 Сетевые кабели (коаксиальные, состоящие из двух изолированных между собой концентрических проводников, из которых внешний имеет вид трубки; оптоволоконные; кабели на витых парах, образованные двумя переплетёнными друг с другом проводами, и др.). Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру; разъёмы для соединения отрезков кабеля. Сетевые интерфейсные адаптеры для приёма и передачи данных. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель. 47 Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов. Хабы (концентраторы) и коммутирующие хабы (коммутаторы) расширяют топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными кабельными системами. К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля. Повторители (репитеры) усиливают сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине. По степени географического распространения сети делятся на локальные, городские, корпоративные, глобальные и др. Локальная сеть (ЛВС или LAN – Local Area NetWork) – сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия. Глобальная сеть (ГВС или WAN – World Area NetWork) – сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети. Городская сеть (MAN – Metropolitan Area NetWork) – сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города. По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные: низкоскоростные сети – до 10 Мбит/с; среднескоростные сети- до 100 Мбит/с; высокоскоростные сети – свыше 100 Мбит/с. По типу среды передачи сети разделяются на: проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные); беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне. Беспроводные сети используются там, где прокладка кабелей затруднена, нецелесообразна или просто невозможна. Например, в исторических зданиях, промышленных помещениях с металлическим или железобетонным полом, в офисах, полученных в краткосрочную аренду, на складах, выставках, конференциях и т.п. В этих случаях сеть реализуется при помощи сетевых радио-адаптеров, снабжённых всенаправленными антеннами и использующих в качестве среды передачи информации радиоволны. Такая сеть реализуется топологией “Все – Со – Всеми” и работоспособна при дальности 50-200 м. Для связи между беспроводной и кабельной частями сети используется специальное устройство, называемое точкой входа (или радиомостом). Можно 48 использовать и обычный компьютер, в котором установлены два сетевых адаптера – беспроводной и кабельный. Другой важной областью применения беспроводных сетей является организация связи между удалёнными сегментами локальных сетей при отсутствии инфраструктуры передачи данных (кабельных сетей общего доступа, высококачественных телефонных линий и др.), что типично для нашей страны. В этом случае для наведения беспроводных мостов между двумя удалёнными сегментами используются радиомосты с антенной направленного типа. Рис. 1.21. Топология типа "звезда" Если в сеть нужно объединить несколько сегментов, то используется топология типа “звезда”. При этом в центральном узле устанавливается всенаправленная антенна, а удалённых узлах – направленные. Сети звездообразной топологии могут образовывать сети разнообразной конфигурации. Сетевая магистраль с беспроводным доступом позволяет отказаться от использования медленных модемов. По способу организации взаимодействия компьютеров сети делят на одноранговые и с выделенным сервером (иерархические сети). Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным. В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько серверов – компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией. 49 Сервер в иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, винчестерами большой емкости и высокоскоростной сетевой картой. Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных. К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся: 1. Необходимость дополнительной ОС для сервера. 2. Более высокая сложность установки и модернизации сети. 3. Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера. По технологии использования сервера различают сети с архитектурой файл-сервер и сети с архитектурой клиент-сервер. В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции. В системах с архитектурой клиент-сервер обмен данными осуществляется между приложением-клиентом и приложением-сервером. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса. К основным характеристикам сетей относятся: пропускная способность – максимальный объем данных, передаваемых сетью в единицу времени. Пропускная способность измеряется в Мбит/с. время реакции сети – время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряется миллисекундах. Алексеев Е.Г. Электронный учебник по информатике http://school.uni-altai.ru/cs/msg/1189588390/ 11 Практикум по решению задач |