Главная страница

Архитектура информационных систем. Литература по теме Практические задания Тема Устройство персонального компьютера системный блок и периферия Вопросы для самопроверки Литература по теме


Скачать 5.96 Mb.
НазваниеЛитература по теме Практические задания Тема Устройство персонального компьютера системный блок и периферия Вопросы для самопроверки Литература по теме
Дата03.04.2022
Размер5.96 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файлаАрхитектура информационных систем.docx
ТипЛитература
#437612
страница7 из 10
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Тема 7. Сети ЭВМ, информационно-вычислительные системы и сети

 

Цели и задачи:

Цели и задачи изучения данной темы – изучение основного назначения информационно-вычислительных сетей (ИВС), процессов передачи и обработки данных в сети, показателей качества работы ИВС, модели взаимодействия открытых систем OSI, а также основных видов ИВС и их топологию.

 

В результате успешного изучения темы Вы:

Узнаете:

·     назначение и основные принципы построения информационно-вычислительных сетей (ИВС);

·     показатели качества работы ИВС;

·     виды ИВС и топологии их построения;

·     модели взаимодействия открытых систем.

 

Приобретете следующие профессиональные компетенции:

·     подбора оптимальной топологии ИВС, исходя из требований, предъявляемых данной сети;

·     определения необходимой аппаратной конфигурации будущей сети;

·     определения типа ЛВС по представленной топологии;

·     формулирования требований к ЛВС с точки зрения экономичности, качества работы, требований заказчика и других критериев.

 

В процессе освоения темы акцентируйте внимание на следующих ключевых понятиях:

 

Масштабируемость возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности.

 

Модель OSI (Open System Interconnection) - эталонная семиуровневая логическая модель открытых систем.

 

Открытая система - система, доступная для взаимодействия с другими системами в соответствии с принятыми стандартами.

 

Пропускная способность - определяется количеством данных, передаваемых через сеть (или ее звено – сегмент) за единицу времени.

 

Производительность - скорость выполнения инструкций.

 

Сеть Intranet – корпоративная сеть, использующая протоколы сети Internet.

 

Протокол - совокупность правил и соглашений, определяющих параметры, форматы и процедуры обмена данными между различными физическими и логическими устройствами.

 

Стек коммуникационных протоколов - набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия в сети.

 

Теоретический материал по теме

 

Эффективное управление организацией невозможно без непрерывного отслеживания состояний коммерческого и финансового рынков, без оперативной координации деятельности всех филиалов и сотрудников. Решение названных задач требует совместного участия большого числа различных специалистов, часто территориально удаленных друг от друга. В такой ситуации во главу угла организации эффективного взаимодействия этих специалистов должны быть поставлены системы распределенной обработки данных.

Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих территориально распределенную систему.

Первыми представителями систем распределенной обработки данных были системы телеобработки данных и многомашинные вычислительные системы.

Системы телеобработки данных – это информационно-вычислительные системы, в которых выполняется дистанционная централизованная обработка данных, поступающих в центр обработки по каналам связи.

Многомашинные вычислительные системы – это системы, содержащие несколько одинаковых или различных, относительно самостоятельных компьютеров, связанных между собой через устройство обмена информацией, в частности, по каналам связи. В последнем случае речь идет об информационно-вычислительных сетях.

Информационно-вычислительная сеть (возможное название – вычислительная сеть, ВС) представляет собой систему компьютеров, объединенных каналами передачи данных.

Основное назначение информационно-вычислительных сетей (ИВС) – обеспечение эффективного предоставления различных информационно-вычислительных услуг пользователям сети посредством организации удобного и надежного доступа к ресурсам, распределенным в этой сети.

В последние годы подавляющая часть услуг большинства сетей лежит в сфере именно информационного обслуживания. В частности, информационные системы, построенные на базе ИВС, обеспечивают эффективное выполнение следующих задач:

·     хранение данных;

·     обработка данных;

·     организация доступа пользователей к данным;

·     передача данных и результатов обработки данных пользователям.

 

Эффективность решения указанных задач обеспечивается:

·     распределенными в сети аппаратными, программными и информационными ресурсами;

·     дистанционным доступом пользователя к любым видам этих ресурсов;

·     возможным наличием централизованной базы данных наряду с распределенными базами данных;

·     высокой надежностью функционирования системы, обеспечиваемой резервированием ее элементов;

·     возможностью оперативного перераспределения нагрузки в пиковые периоды;

·     специализацией отдельных узлов сети на решении задач определенного класса;

·     решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети;

·     оперативным дистанционным информационным обслуживанием клиентов.

 

Основные показатели качества ИВС:

1.  Полнота выполняемых функций. Сеть должна обеспечивать выполнение всех предусмотренных для нее функций и по доступу ко всем ресурсам, и по совместной работе узлов, и по реализации всех протоколов и стандартов работы.

2.  Производительность – среднее количество запросов пользователей сети, исполняемых за единицу времени. Производительность зависит от времени реакции системы на запрос пользователя. Это время складывается из трех составляющих:

·     времени передачи запроса от пользователя к узлу сети, ответственному за его исполнение;

·     времени выполнения запроса в этом узле;

·     времени передачи ответа на запрос пользователю.

 

2.  Значительную долю времени реакции составляет передача информации в сети. Следовательно, важной характеристикой сети является ее пропускная способность. Пропускная способность определяется количеством данных, передаваемых через сеть (или ее звено – сегмент) за единицу времени.

3.  Надежность сети –важная ее техническая характеристика. Надежность чаще всего характеризуется средним временем наработки на отказ.

4.  Поскольку сеть является информационной системой, то более важной потребительской характеристикой является достоверность ее результирующей информации (показатель своевременности информации поглощается достоверностью: если информация поступила несвоевременно, то в нужный момент на выходе системы информация недостоверна). Существуют технологии, обеспечивающие высокую достоверность функционирования системы даже при несвоевременности информации. Можно сказать, что надежность информационной системы – это не самоцель, а средство обеспечения достоверной информации на ее выходе.

5.  Современные сети часто имеют дело с конфиденциальной информацией, поэтому важнейшим параметром сети является безопасность информации в ней. Безопасность – это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

6.  Прозрачность сети – еще одна важная потребительская ее характеристика. Прозрачность означает невидимость особенностей внутренней архитектуры сети для пользователя: в оптимальном случае он должен обращаться к ресурсам сети как к локальным ресурсам своего собственного компьютера.

7.  Масштабируемость – возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности.

8.  Универсальность сети – возможность подключения к сети разнообразного технического оборудования и программного обеспечения от разных производителей.

 

Виды информационно-вычислительных сетей.

Информационно-вычислительные сети (ИВС) в зависимости от территории, ими охватываемой, подразделяются на:

·     локальные (ЛВСили LAN – Local Area Network);

·     региональные (РВСили MAN –Metropolitan Area Network);

·     глобальные (ГВСили WAN – Wide Area Network).

 

Локальной называется сеть, абоненты которой находятся на небольшом (до 10–15 км) расстоянии друг от друга. ЛВС объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному объекту. К классу ЛВС относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов, корпораций и т.д. Если такие ЛВС имеют абонентов, расположенных в разных помещениях, то они (сети) часто используют инфраструктуру глобальной сети Интернет, и их принято называть корпоративными сетями или сетями интранет(Intranet).

Региональные сети связывают абонентов города, района, области или даже небольшой страны. Обычно расстояния между абонентами региональной ИВС составляют десятки – сотни километров.

Глобальные сети объединяют абонентов, удаленных друг от друга на значительное расстояние, часто находящихся в различных странах или на разных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, систем радиосвязи и даже спутниковой связи.

Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональный сети – объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры. Именно такая структура принята в наиболее известной и популярной сейчас всемирной суперглобальной информационной сети Интернет.

По принципу организации передачи данных сети можно разделить на две группы:

·     последовательные;

·     широковещательные.

 

В последовательных сетях передача данных выполняется последовательно от одного узла к другому, и каждый узел ретранслирует принятые данные дальше. Практически все глобальные, региональные и многие локальные сети относятся к этому типу.

В широковещательных сетях в каждый момент времени передачу может вести только один узел, остальные узлы могут только принимать информацию. К такому типу сетей относится значительная часть ЛВС, использующая один общий канал связи (моноканал) или одно общее пассивное коммутирующее устройство.

По геометрии построения (топологии) ИВС могут быть:

·     шинные (линейные, bus);

·     кольцевые (петлевые, ring);

·     радиальные (звездообразные, star);

·     распределенные радиальные (сотовые, cellular);

·     иерархические (древовидные, hierarchy);

·     полносвязные (сетка, mesh);

·     смешанные (гибридные).

 



 

Рис. 34. Пример шинной топологии

 

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал передачи данных, к которому все узлы подсоединены через интерфейсные платы посредством относительно коротких соединительных линий (рис. 34). Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не ретранслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано.

Шинная топология – одна из наиболее простых топологий. Такую сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам; она устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.

Сеть шинной топологии применяют широко известная сеть Ethernet и организованная на адаптерах Ethernet сеть NovellNetWare, очень часто используемая в офисах.

 



 

Рис. 35. Пример кольцевой топологии

 

В сети с кольцевой топологией все узлы соединены в единую замкнутую петлю (кольцо) каналами связи (рис. 35). Выход одного узла сети соединяется с входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу, и каждый узел ретранслирует посланное сообщение. В каждом узле для этого имеются свои интерфейсная и приемо-передающая аппаратура, позволяющая управлять прохождением данных в сети. Передача данных по кольцу с целью упрощения приемо-передающей аппаратуры выполняется только в одном направлении. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения.

В настоящее время сети с кольцевой топологией не используются в силу не достаточной пропускной способности и надежности (в случае выхода из строя любого участка «кольца» процесс передачи данных по сети прерывается).

 



 

Рис. 36. Пример последовательной сети

 

Основу последовательной сети с радиальной топологией составляет специальный компьютер – сервер, к которому подсоединяются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети (рис. 36). По своей структуре такая сеть по существу является аналогом системы телеобработки, у которой все абонентские пункты являются интеллектуальными (содержат в своем составе компьютер).

В качестве недостатков такой сети можно отметить:

·     большую загруженность центральной аппаратуры;

·     полную потерю работоспособности сети при отказе центральной аппаратуры;

·     большую протяженность линий связи;

·     отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации.

 

Последовательные радиальные сети используются в офисах с явно выраженным централизованным управлением. Но используются и широковещательные радиальные сети с пассивным, центром – вместо центрального сервера в таких сетях устанавливается коммутирующее устройство, обычно коммутатор, обеспечивающий подключение одного передающего канала сразу ко всем остальным (рис. 37).

В общем случае топологию многосвязной вычислительной сети можно представить на примере топологии «сетка», как показано на рисунке:

ИВС, включающая элементы различных топологий, называется гибридной.

В структуре сети можно выделить коммуникационную и абонентскую подсети.

 



 

Рис. 37. Пример гибридной топологии

 

Коммуникационная подсеть является ядром вычислительной сети, связывающим рабочие станции и серверы сети друг с другом. Звенья коммуникационной подсети (в данном случае – узлы коммутации) связаны между собой магистральными каналами связи, обладающими высокой пропускной способностью. В больших сетях коммуникационную подсеть часто называют сетью передачи данных.

Звенья абонентской подсети (хост-компьютеры, серверы, рабочие станции) подключаются к узлам коммутации абонентскими каналами связи.

В зависимости от используемой коммуникационной среды сети делятся на сети с моноканалом, а также иерархические, полносвязные сети и сети со смешанной топологией.

 



 

Рис. 38. Сеть с моноканалом

 

В сетях с моноканалом данные могут следовать только по одному и тому же пути; в них доступ абонентов к информации осуществляется на основе селекции (выбора) передаваемых кадров или пакетов данных по адресной части последних. Все пакеты доступны всем пользователям сети, но «вскрыть» пакет может только тот абонент, чей адрес в пакете указан. Такие сети иногда называют сетями с селекцией информации (рис. 38).

 

Иерархические, полносвязные и сети со смешанной топологией в процессе передачи данных требуют маршрутизации информации, то есть выбора в каждом узле пути дальнейшего движения информации. Правда, альтернативная неоднозначная маршрутизация выполняется только в сетях, имеющих замкнутые контуры каналов связи (ячеистую структуру). Такие сети называются сетями с маршрутизацией информации.

 

Модель взаимодействия открытых систем.

Управление таким сложным, использующим многочисленную и разнообразную аппаратуру процессом, как передача и обработка данных в разветвленной сети, требует формализации и стандартизации процедур:

·     выделения и освобождения ресурсов компьютеров и системы телекоммуникации;

·     установления и разъединения соединений;

·     маршрутизации, согласования, преобразования и передачи данных;

·     контроля правильности передачи;

·     исправления ошибок и т.д.

 

Необходимость стандартизации протоколов важна и для «понимания» сетями друг друга при их взаимодействии.

Указанные задачи решаются с помощью системы протоколов и стандартов, регламентирующих нормализованные процедуры взаимодействия элементов сети при установлении связи и передаче данных.

Протокол – это набор правил и методов взаимодействия объектов вычислительной сети, охватывающий основные процедуры, алгоритмы и форматы взаимодействия, обеспечивающие корректность согласования, преобразования и передачи данных в сети. Реализацией протокольных процедур обычно управляют специальные программы, реже – аппаратные средства.

Протоколы для сетей – то же самое, что язык для людей. Говоря на разных языках, люди могут не понимать друг друга – так же ведут себя и сети, использующие разные протоколы. Но и внутри сети протоколы обеспечивают разные варианты обращения с информацией, разные виды сервиса при работе с ней. От эффективности этих сервисов, их надежности, простоты, удобства и распространенности зависит то, насколько эффективна и комфортна вообще работа человека в сети.

Международной организацией по стандартизации (ISO – InternationalOrganizationforStandardization) разработана система стандартных протоколов, получившая название модели взаимодействия открытых систем (OpenSystemInterconnection– OSI), часто называемая также эталонной семиуровневой логической моделью открытых систем.

Открытая система – система, доступная для взаимодействия с другими системами в соответствии с принятыми стандартами.

Эта система протоколов базируется на технологии «разделяй и властвуй», то есть на разделении всех процедур взаимодействия на отдельные мелкие функциональные уровни, для каждого из которых легче создать стандартные алгоритмы их построения.

Модель OSI представляет собой самые общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов, она же служит базой для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования, то есть эти рекомендации должны быть реализованы как в аппаратуре, так и в программных средствах вычислительных сетей. В настоящее время модель взаимодействия открытых систем является наиболее популярной сетевой архитектурной моделью. Модель регламентирует общие функции, а не специальные решения, поэтому реальные сети имеют достаточно пространства для маневра.

В широком смысле открытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.

Напомним, что под термином «спецификация» (в вычислительной технике) понимают формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик. Понятно, что не всякая спецификация является стандартом. В свою очередь, под открытыми спецификациями понимаются опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами.

Использование при разработке систем открытых спецификаций позволяет третьим сторонам разрабатывать для этих систем различные аппаратные или программные средства расширения и модификации, а также создавать программно-аппаратные комплексы из продуктов разных производителей.

Для реальных систем полная открытость является недостижимым идеалом. Как правило, даже в системах, называемых открытыми, этому определению соответствуют лишь некоторые части, поддерживающие внешние интерфейсы. Чем больше открытых спецификаций использовано при разработке системы, тем более открытой она является.

Модель OSI касается только одного аспекта открытости, а именно открытости средств взаимодействия устройств, связанных в вычислительную сеть. Здесь под открытой системой понимается сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, определяющих формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений.

Если две сети построены с соблюдением принципов открытости, то это дает следующие преимущества:

·     возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся одного и того же стандарта;

·     возможность безболезненной замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными, что позволяет сети развиваться с минимальными затратами;

·     возможность легкого сопряжения одной сети с другой;

·     простота освоения и обслуживания сети.

 

Ярким примером открытой системы является международная сеть Internet. Эта сеть развивалась в полном соответствии с требованиями, предъявляемыми к открытым системам. В разработке ее стандартов принимали участие тысячи специалистов-пользователей этой сети из различных университетов, научных организаций и фирм-производителей вычислительной аппаратуры и программного обеспечения, работающих в разных странах. Само название стандартов, определяющих работу сети Internet - RequestForComments (RFC), что можно перевести как «запрос на комментарии», - показывает гласный и открытый характер принимаемых стандартов. В результате сеть Internet сумела объединить в себе самое разнообразное оборудование и программное обеспечение огромного числа сетей, разбросанных по всему миру.

Для определения сетевых параметров компьютера, работающего в Internet под управлением операционной системы Microsoft Windows, используются команды:

·     Ipconfig (получение текущего адреса).

·     Ping (определение времени и возможности обмена данными с запрошенным компьютером). Данная команда часто используется для выявления неполадок при проблемах с сетевым подключением и на компьютерном сленге называется «пинговать» или «пинговаться».

·     Tracert (определение времени и маршрута прохождения пакетов к запрошенному хосту).

 

Итак, для упорядочения функций управления и протоколов вычислительной сети вводятся функциональные уровни. В общем случае сеть должна иметь 7 функциональных уровней, представленных в таблице 4.

 

Таблица 4.

 

Уровни модели OSI

 

Уровень OSI

Назначение

Примеры

протоколов

7– прикладной

Обеспечивает прикладным процессам пользователя средства доступа к сетевым ресурсам; является интерфейсом между программами пользователя и сетью. Имеет интерфейс с пользователем.

Х.400, NCP, HTTP, SMTP, FTP, FTAM, SAP, DNS, Telnet

6 – представления

Устанавливает стандартные способы представления данных, которые удобны для всех взаимодействующих объектов прикладного уровня. Имеет интерфейс с прикладными программами.

X.226

5 – сеансовый

Обеспечивает средства, необходимые сетевым объектам для организации, синхронизации и административного управления обменом данных между ними.

X.225,RPC, NetBEUI

4 – транспортный

Обеспечивает надежную, экономичную и «прозрачную» передачу данных между взаимодействующими объектами сеансового уровня.

X.224, TCP, UDP, NSP, SPX, SPP, RH

3 – сетевой

Обеспечивает маршрутизацию передачи данных в сети, устанавливает логический канал между объектами для реализации протоколов транспортного уровня.

X.25, X.75, IP, IPX, IDP, TH, DNA-4

2 – канальный

Обеспечивает непосредственную связь объектов сетевого уровня, функциональные и процедурные средства ее поддержки для эффективной реализации протоколов сетевого уровня.

LAP-B, HDLC, SNAP, SDLC, IEEE 802.2

1 – физический

Формирует физическую среду передачи данных, устанавливает соединения объектов сети с этой средой.

Ethernet, ARCNet, Token Ring, IEEE 802.3

 

Прикладной уровень (уровень приложений, application) — управление терминалами сети и прикладными процессами, которые являются источниками и потребителями информации, передаваемой в сети. Ведает запуском программ пользователя, их выполнением, вводом-выводом данных, управлением терминалами, административным управлением сетью. На этом уровне обеспечивается предоставление пользователям различных услуг, связанных с запуском его программ, начиная от простой передачи данных и до формирования технологии виртуальной реальности. На этом уровне функционируют технологии, являющиеся как бы надстройкой над инфраструктурой собственно передачи данных: электронной почты, теле- и видеоконференций, удаленного доступа к ресурсам, работы в среде всемирной информационной сети и т.д.

Уровень представления (presentation) — интерпретация и преобразование передаваемых в сети данных к виду, удобному для прикладных процессов. Обеспечивает представление данных в согласованных форматах и синтаксисе, трансляцию и интерпретацию программ с разных языков, шифрование данных. На практике многие функции этого уровня задействованы на прикладном уровне, поэтому протоколы уровня представлений не получили развития и во многих сетях практически не используются.

Сеансовый уровень (session) — организация и проведение сеансов связи между прикладными процессами (инициализация и поддержание сеанса между абонентами сети, управление очередностью и режимами передачи данных: симплекс, полудуплекс, дуплекс, например). Многие функции этого уровня в части установления соединения и поддержания упорядоченного обмена данными на практике реализуются на транспортном уровне, поэтому протоколы сеансового уровня имеют ограниченное применение.

Транспортный уровень (transport) — управление сегментированием данных (сегмент — блок данных транспортного уровня) и сквозной передачей (транспортировкой) данных от источника к потребителю (обмен управляющей информацией и установление между абонентами логического канала, обеспечение качества передачи данных). На этом уровне оптимизируется использование услуг, предоставляемых на сетевом уровне, в части обеспечение максимальной пропускной способности при минимальных затратах. Протоколы транспортного уровня развиты очень широко и интенсивно используются на практике. Большое внимание на этом уровне уделено контролю достоверности передаваемой информации.

Сетевой уровень (network) — управление логическим каналом передачи данных в сети (адресация и маршрутизация данных, коммутация каналов, сообщений, пакетов и мультиплексирование). На этом уровне реализуется главная телекоммуникационная функция сетей — обеспечение связи ее пользователей. Каждый пользователь сети обязательно использует протоколы этого уровня и имеет свой уникальный сетевой адрес, используемый протоколами сетевого уровня. На этом уровне выполняется структуризация данных — разбивка их на пакеты и присвоение пакетам сетевых адресов (пакет — блок данных сетевого уровня).

Канальный уровень (data-link) — формирование и управление физическим каналом передачи данных между объектами сетевого уровня (установление, поддержание и разъединение логических каналов), обеспечение прозрачности физических соединений, контроля и исправления ошибок передачи. Протоколы этого уровня весьма многочисленны и существенно отличаются друг от друга своими функциональными возможностями. На этом уровне действуют, например, протоколы доступа к моноканалу. В сетях с моноканалом данные могут следовать только по одному и тому же пути; в них доступ абонентов к информации осуществляется на основе селекции (выбора) передаваемых кадров или пакетов данных по адресной части последних. Все пакеты доступны всем пользователям сети, но «вскрыть» пакет может только тот абонент, чей адрес в пакете указан. Такие сети иногда называют сетями с селекцией информации. Управление выполняется на уровне кадров (кадр — блок данных на канальном уровне).

Физический уровень (physical) — установление, поддержание и расторжение соединений с физическим каналом сети (обеспечение нужными физическими реквизитами подключения к физическому каналу). Управление выполняется на уровне битов цифровых (импульсы, их амплитуда, форма) и аналоговых (амплитуда, частота, фаза непрерывного сигнала).

Блоки информации, передаваемые между уровнями, имеют стандартный формат: заголовок (header), служебная информация, данные, концевик. Каждый уровень при передаче блока информации нижестоящему уровню снабжает его своим заголовком. Заголовок вышестоящего уровня воспринимается нижестоящим как передаваемые данные. На рисунке показана структура передачи данных модели OSI с добавленными заголовками (рис. 39).

 



 

Рис. 39. Структура передачи данных модели OSI

 

Средства каждого уровня отрабатывают протокол своего уровня и интерфейсы с соседними уровнями.

Нижестоящие уровни обеспечивают возможность функционирования вышестоящих уровней; при этом каждый уровень имеет интерфейс только с соседними уровнями и на каждом уровне управления оговаривается (рис. 40):

·     спецификация услуг (что делает уровень?);

·     спецификация протоколов (как это делается?).

 



 

Рис. 40. Примеры протоколов на различных уровнях модели OSI

 

Набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Указанные уровни управления можно по разным признакам объединять в группы:

·     уровни 1, 2 и, частично, 3 реализуются в большей части за счет аппаратных средств; верхние уровни с 4 по 7 и, частично, 3 обеспечиваются программными средствами;

·     уровни 1 и 2 обслуживают абонентскую подсеть, уровни 3 и 4 – коммуникационную подсеть, уровни 5 – 7 обслуживают прикладные процессы, выполняемые в сети;

·     уровни 1 и 2 ответственны за физические соединения; уровни 3 – 6 заняты организацией передачи, передачей и преобразованием информации в понятную для абонентской аппаратуры форму; уровень 7 обеспечивает выполнение прикладных программ пользователя.

 

Вопросы для самопроверки:

1.  Для чего создаются ИВС?

2.  Каким образом обеспечивается эффективность использования ИВС?

3.  Какие показатели характеризуют качество ИВС?

4.  Какие существуют виды ИВС?

5.  Какие существуют топологии построения ИВС?

6.  Как осуществляется взаимодействие в ИВС согласно модели OSI?

7.  Как устроен, стек коммуникационных протоколов?

8.  Как организована распределенная обработка данных?

9.  Какие выделяют типы ИВС в зависимости от охватываемой территории?

 

Напишите небольшое эссе (объемом в 2-3 страницы) по одному из перечисленных ниже вопросов:

1.       Описание ИВС, назначение, выполныяемые задачи.

2.       Показатели качества ИВС.

3.       Описание инфраструктуры локальных вычислительных сетей (Local Area Network).

4.       Описание инфраструктуры региональных вычислительных сетей (Metropolitan Area Network).

5.       Описание инфраструктуры глобальных вычислительных сетей (Wide Area Network).

6.       Основные виды топологии ИВС, преимущества и недостатки, сферы применения.

7.       Открытые системы, семь функциональных уровней модели OSI.

8.       Перспективы развития беспроводных ИВС.

9.       Обеспечение безопасности в ИВС.

10.  Обеспечение безопасности в беспроводных ИВС.

11.  Коммуникационное оборудование, используемое в ИВС.

12.  Система адресации и передачи данных в сети Internet.

 

Литература по теме:

 

Основная литература:

1.  Аппаратное обеспечение вычислительных систем / Д.В. Денисов, В.А. Артюхин, М. Ф. Седненков; под ред. Д.В. Денисова. – М.: Маркет ДС, 2010 – 184 с. (Университетская серия).

 

Дополнительная литература:

1.  Аппаратные средства PC. Колисниченко О. В., BHV-CПб – 2010, 800 стр.

2.  Архитектура ЭВМ и систем. Бройдо В. Л., Питер - 2009, 720 стр.

3.  Вычислительная техника: учеб. пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 608 с.: ил. – (Профессиональное образование). Глава 2 п.п. 2.4 (стр. 159-175), глава 4 п.п. 4.7 (стр. 409-424).

 

Видеоролики:

1.  Теория сетевого взаимодействия. OSI модель // http://www.youtube.com/watch?v=2yqbXNyhEFM.

2.  Основы технологии локальных сетей // http://video.mail.ru/mail/vidsovet/15/423.html?autoplay=1.

3.  Создание и настройка локальной сети в Windows 7 // https://www.youtube.com/watch?v=GJHauL34bNs.

 

Практические задания:

 

Задание 1.

Определите IP адрес ПК, работающего в Internet под управлением операционной системы Microsoft Windows, и заполните следующие данные:

1.  Ваш локальный IP адрес.

2.  Маска подсети.

3.  Основной шлюз.

 

Задание 2.

Определите маршрут прохождения информации к серверу от ПК, работающего в Internet под управлением операционной системы Microsoft Windows.

 

Задание 3.

Определение времени обмена IP-пакетами с ПК, работающего в Internet под управлением операционной системы Microsoft Windows.

 

Задание 4.

Укажите, выполнение каких задач обеспечивает информационно-вычислительная сеть:

1.  _____________________________________________________________;

2.  _____________________________________________________________;

3.  _____________________________________________________________;

4.  _____________________________________________________________;

5.  _____________________________________________________________.

 

Задание 5.

Перечислите факторы, обеспечивающие эффективность функционирования ИВС:

1.  _____________________________________________________________;

2.  _____________________________________________________________;

3.  _____________________________________________________________;

4.  _____________________________________________________________;

5.  _____________________________________________________________;

6.  _____________________________________________________________;

7.  _____________________________________________________________;

8.  _____________________________________________________________.

 

Задание 6.

Перечислите основные показатели качества ИВС.

1.  _____________________________________________________________;

2.  _____________________________________________________________;

3.  _____________________________________________________________;

4.  _____________________________________________________________;

5.  _____________________________________________________________;

6.  _____________________________________________________________;

7.  _____________________________________________________________;

8.  _____________________________________________________________;

9.  _____________________________________________________________.

 

Задание 7.

Опишите топологию ИВС, представленной на рисунке.

 



 

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


написать администратору сайта