пимс. пимс экзамен. Истории компьютерной связи
 Скачать 280.89 Kb.
|
|
Истории компьютерной связи. Связь на небольшие расстояния в компьютерной технике существовала еще задолго до появления первых персональных компьютеров. К большим компьютерам (mainframes), присоединялись многочисленные терминалы (или "интеллектуальные дисплеи"). Правда, интеллекта в этих терминалах было очень мало, практически никакой обработки информации они не делали, и основная цель организации связи состояла в том, чтобы разделить интеллект ("машинное время") большого мощного и дорогого компьютера между пользователями, работающими за этими терминалами. Это называлось режимом разделения времени, так как большой компьютер последовательно во времени решал задачи множества пользователей. В данном случае достигалось совместное использование самых дорогих в то время ресурсов – вычислительных. Затем были созданы микропроцессоры и первые микрокомпьютеры. Появилась возможность разместить компьютер на столе у каждого пользователя, так как вычислительные, интеллектуальные ресурсы подешевели. Но зато все остальные ресурсы оставались еще довольно дорогими. Объединив несколько микрокомпьютеров, можно было организовать совместное использование ими компьютерной периферии (магнитных дисков, магнитной ленты, принтеров). При этом вся обработка информации проводилась на месте, но ее результаты передавались на централизованные ресурсы. Здесь опять же совместно использовалось самое дорогое, что есть в системе, но уже совершенно по-новому. Такой режим получил название режима обратного разделения времени (рис. 1.2). Как и в первом случае, средства связи снижали стоимость компьютерной системы в целом. Затем появились персональные компьютеры, которые отличались от первых микрокомпьютеров тем, что имели полный комплект достаточно развитой для полностью автономной работы периферии: магнитные диски, принтеры, не говоря уже о более совершенных средствах интерфейса пользователя (мониторы, клавиатуры, мыши и т.д.). Периферия подешевела и стала по цене вполне сравнимой с компьютером. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Определение локальной сети. Локальная сеть - коммуникационная система, состоящая из нескольких компьютеров, соединенных между собой посредством кабелей (телефонных линий, радиоканалов), позволяющая пользователям совместно использовать ресурсы компьютера: программы, файлы, папки, а также периферийные устройства: принтеры, плоттеры, диски, модемы и т.д. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Устройства, узлы и среда передачи данных ЛВС. Про устройства не нашёл!!!!!!!!!!!!!!! Каждый компьютер, подключенный к Internet, называется узлом. Некоторые узлы предоставляют другим узлам программы и данные, они называются серверами. Другие компьютеры используют информацию, предоставляемую сервером, они называются клиентами. Итак, в локальных сетях сегодня можно выделить четыре основных среды передачи: витая пара, волоконная оптика, коаксиал и беспроводная среда. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Топология локальных сетей.  ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Топология шина. Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Топология звезда. Звезда (star) — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Топология кольцо. Кольцо (ring) — компьютеры последовательно объединены в кольцо. Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Разновидности топологий. Сетевая топология может быть физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети. логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии. информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети. управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Многозначность понятия топологии. Топология сети указывает не только на физическое расположение компьютеров, как часто считают, но, что гораздо важнее, на характер связей между ними, особенности распространения информации, сигналов по сети. Именно характер связей определяет степень отказоустойчивости сети, требуемую сложность сетевой аппаратуры, наиболее подходящий метод управления обменом, возможные типы сред передачи (каналов связи), допустимый размер сети (длина линий связи и количество абонентов) необходимость электрического согласования и многое другое. Более того, физическое расположение компьютеров, соединяемых сетью, почти не влияет на выбор топологии. Как бы ни были расположены компьютеры, их можно соединить с помощью любой заранее выбранной топологии Строго говоря, в литературе при упоминании о топологии сети, авторы могут подразумевать четыре совершенно разные понятия, относящиеся к различным уровням сетевой архитектуры: Физическая топология (географическая схема расположения компьютеров и прокладки кабелей). В этом смысле, например, пассивная звезда ничем не отличается от активной, поэтому ее нередко называют просто звездой. Логическая топология (структура связей, характер распространения сигналов по сети). Это наиболее правильное определение топологии. Топология управления обменом (принцип и последовательность передачи права на захват сети между отдельными компьютерами). Информационная топология (направление потоков информации, передаваемой по сети). Архитектура сетей. Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории - в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара. Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Глобальные сети предоставляют в основном транспортные услуги, транзитом перенося данные между локальными сетями или компьютерами. Internet-объединение множества международных и национальных компьютерных сетей, распространенных в разных странах. Был разработан в 1969 году министерством обороны США и назывался Arpanet. Структура Internet: - NSFNet сеть научного фонда США - UUCPNet международная сеть e-mail - EUNet европейский Internet - USEnet международная сеть e-mail и группы новостей - Узловые компьютеры Internet-hosts, каждая узловая станция обслуживает опреленное число абонентов. За каждым абонентом закреплен свой адрес. - Протокол передачи в Internet называется TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol. - Подключение через организацию-провайдера (например, белорусские - Белтелеком, Belsonet, Solo, Unibel, Атланттелеком и т.д.) Существует 3 способа подключения к Internet: 1. по коммутируемой телефонной линии (через модем). В этом случае пользователь подключается к Internet на момент работы. 2. по выделенной телефонной линии. Это значит постоянное подключение, прием-передача сообщении по цифровой линии. 3. по спутнику - Direc PС это обмен информацией в режиме запрос-ответ. У большинства компьютеров в Интернете есть не только IP-адрес (личный номер каждого компьютера в Интернете), но и собственное имя. Служба, которая обеспечивает перевод имен компьютеров в их IP-адреса, называется Доменной Службой Имен (DNS). Домен - это символьное имя, которое однозначно идентифицирует некоторый регион в Internet: Пример : - Домен страны - ".ru" ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 11. Декомпозиция задачи сетевого взаимодействия. Декомпозиция заключается в чётком определении функций каждого модуля, а также порядка их взаимодействия (интерфейсов). В результате достигается логическое упрощение задачи, и появляется возможность моди-фикации отдельных модулей без изменения остальной части системы. При декомпозиции часто используют многоуровневый подход. Он заключается в следующем: всё множество модулей, решающих частные задачи, разбивают на группы и упорядочивают по уровням, образующим иерархию; в соответствии с принципом иерархии для каждого промежуточного уровня можно указать непосредственно примыкающие к нему соседние вышележащий и нижележащий уровни; группа модулей, составляющих каждый уровень, должна формироваться таким образом, чтобы все модули этой группы для выполнения своих задач обращались с запросами только к модулям соседнего нижележащего уровня; с другой стороны, результаты работы всех модулей, отнесённых к некоторому уровню, могут быть переданы только модулям соседнего выше-лежащего уровня. Средства решения задачи организации сетевого взаимодействия могут быть представлены в виде иерархически организованного множества моду-лей. Например, модулям нижнего уровня можно поручить вопросы, связанные с надёжной передачей информации между двумя соседними узлами, а модулям следующего, более высокого, уровня – транспортировку сообщений в пределах всей сети. Очевидно, что последняя задача – организация связи двух любых, не обязательно соседних, узлов – является более общей и поэтому её можно решить посредством многократных обращений к нижележащему уровню. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 12. Многоуровневый подход. При декомпозиции часто используют многоуровневый подход. Он заключается в следующем: все множество модулей, решающих частные задачи, разбивают на группы и упорядочивают по уровням, образующим иерархию ; в соответствии с принципом иерархии для каждого промежуточного уровня можно указать непосредственно примыкающие к нему соседние вышележащий и нижележащий уровни; группа модулей, составляющих каждый уровень, должна быть сформирована таким образом, чтобы все модули этой группы для выполнения своих задач обращались с запросами только к модулям соседнего нижележащего уровня; с другой стороны, результаты работы всех модулей, отнесенных к некоторому уровню, могут быть переданы только модулям соседнего вышележащего уровня.  Такая иерархическая декомпозиция задачи предполагает четкое определение функции каждого уровня и интерфейсов между уровнями. Интерфейс определяет набор функций, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему. В результате иерархической декомпозиции достигается относительная независимость уровней, а значит, возможность их автономной разработки и модификации. Средства решения задачи организации сетевого взаимодействия, конечно, тоже могут быть представлены в виде иерархически организованного множества модулей. Например, модулям нижнего уровня можно поручить вопросы, связанные с надежной передачей информации между двумя соседними узлами, а модулям следующего, более высокого, уровня — транспортировку сообщений в пределах всей сети. Очевидно, что последняя задача — организация связи двух любых, не обязательно соседних, узлов — является более общей и поэтому ее можно решить посредством многократных обращений к нижележащему уровню. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 13. Протокол и стек протоколов. На рис. 23 показана модель взаимодействия двух узлов. С каждой стороны средства взаимодействия представлены четырьмя уровнями. Процедура взаимодействия этих двух узлов может быть описана в виде набора правил взаимодействия каждой пары соответствующих уровней обеих участвующих сторон. Нормализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом.  Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в одном узле, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор сервисов, предоставляемый данным уровнем соседнему уровню. В сущности, протокол и интерфейс выражают одно и то же понятие, но традиционно в сетях за ними закреплены разные области действия: протоколы определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах, а интерфейсы - модулей соседних уровней в одном узле. Средства каждого уровня должны отрабатывать, во-первых, свой собственный протокол, а во-вторых, интерфейсы с соседними уровнями. +Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 14. Модель OSI. В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации - ISO, ITU-T и некоторые другие - разработали модель, которая сыграла значительную роль в развитии сетей. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или эталонной моделью OSI. Базовая эталонная модель OSI является концептуальной основой, определяющей характеристики и средства открытых систем. Она определяет взаимодействие открытых систем, обеспечивающее работу в одной сети систем, выпускаемых различными производителями, и координирует: - взаимодействие прикладных процессов; - формы представления данных; - единообразное хранение данных; - управление сетевыми ресурсами; - безопасность данных и защиту информации; - диагностику программ и технических средств. Модель OSI широко используется во всем мире как основа концепций информационных сетей и их ассоциации. На базе этой модели задаются правила и процедуры передачи данных между открытыми системами. рассматриваемая модель также описывает структуру открытой системы и комплексы стандартов, которым она должна удовлетворять. Основными элементами модели являются уровни, объекты, соединения, физические средства соединения. В модели OSI (рис. 24) средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.  Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными утилитами, системными аппаратными средствами. Модель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей. Свои собственные протоколы взаимодействия приложения реализуют, обращаясь к системным средствам. Поэтому необходимо различать уровень взаимодействия приложений и прикладной уровень. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 15. Передача данных между конечными станциями. Инкапсуляция. Инкапсуляция — в информатике размещение в одном компоненте данных и методов, которые с ними работают. В реализации большинства языков программирования, обеспечивает механизм сокрытия, позволяющий разграничивать доступ к различным компонентам программы. Инкапсуляция – сокрытие поведения объекта внутри него. Объекту «водитель» не нужно знать, что происходит в объекте «машина», чтобы она ехала. Это ключевой принцип Объектно - Ориентированного Программирования Коммутация — это процесс соединения различных абонентов коммуникационной сети через транзитные узлы. Коммуникационные сети должны обеспечивать связь своих абонентов между собой. Рассмотрим три основные наиболее распространенные способы коммутации абонентов в сетях: |