Материал. Литература по теме Тема Циклические и узловые подсети Вопрос Циклическое кольцо
 Скачать 3.12 Mb.
|
|
Тема 4. Базовая эталонная модель международной организации стандартов Цели и задачи изучения темы: Сформировать базовые знания об уровнях модели OSI, на которых функционируют конкретные сетевые компоненты. Научиться описывать главные функции каждого уровня модели OSI. Научиться определять уровни модели OSI, на которых выполняются конкретные сетевые операции. Познакомиться с расширениями модели OSI со стороны IEEE Project 802. Вопросы темы: 1. Модель взаимодействия открытых систем (OSI). 2. Модель IEEE 802. 3. Стандарты IEEE 802. 4. Режимы работы IEEE 802.11. Вопрос 1. Модель взаимодействия открытых систем (OSI). В 1978 году International Standards Organization (ISO) выпустила набор спецификаций, описывающих архитектуру сети с неоднородными устройствами. Исходный документ относился к открытым системам, чтобы все они могли использовать одинаковые протоколы и стандарты для обмена информацией. В 1984 году ISO выпустила новую версию своей модели, названную эталонной моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection reference model, OSI). Версия 1984 года стала международным стандартом: именно ее спецификации используют производители при разработке сетевых продуктов, именно ее придерживаются при построении сетей. Модель OSI стандартизует количество, функции и названия уровней системных средств взаимодействия. Стек OSI стандартизует конкретный набор протоколов. Эта модель - широко распространенный метод описания сетевых сред. Являясь многоуровневой системой, она отражает взаимодействие программного и аппаратного обеспечения при осуществлении сеанса связи, а также помогает решить разнообразные проблемы. Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (БЭМВОС) – это концептуальная основа, определяющая характеристики и средства открытых систем. Она обеспечивает работу в одной сети систем, выпускаемых различными производителями. На базе этой модели описываются правила и процедуры передачи данных между открытыми системами. Она также описывает структуру открытой системы и комплекс стандартов, которым она должна удовлетворять. Основными элементами модели являются: уровни, объекты, соединения, физические средства соединений. В модели OSI сетевые функции распределены между семью уровнями. Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы. На рисунке 21 представлена многоуровневая архитектура модели OSI. На каждом уровне выполняются определенные сетевые функции, которые взаимодействуют с функциями соседних уровней, вышележащего и нижележащего. Например, Сеансовый уровень должен взаимодействовать только с Представительским и Транспортным уровнем и т.п. Все эти функции подробно описаны. Рис. 21. Семь уровней модели OSI Объединение различных уровней иерархии на одном физическом устройстве, например уровня доступа с уровнем распределения и уровня распределения с уровнем ядра, вполне допустимо. В случае построения небольших ЛВС оно является экономически выгодным. Но в процессе развития сети переход к классическому многоуровневому дизайну неизбежен, поскольку лишь при таком подходе возможно более рациональное использование функциональных возможностей оборудования в узлах сети, что позволит минимизировать стоимость владения. Нижние уровни - 1-й и 2-й - определяют физическую среду передачи данных и сопутствующие задачи (такие, как передача битов данных через плату сетевого адаптера и кабель). Самые верхние уровни определяют, каким способом осуществляется доступ приложений к услугам связи. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает. Каждый уровень предоставляет несколько услуг (т. е. выполняет несколько операций), подготавливающих данные для доставки по сети на другой компьютер. Уровни отделяются друг от друга границами - интерфейсами. Все запросы от одного уровня к другому передаются через интерфейс. Каждый уровень использует услуги нижележащего уровня. Задача каждого уровня - предоставление услуг вышележащему уровню, «маскируя» детали реализации этих услуг. При этом каждый уровень на одном компьютере работает так, будто он напрямую связан с таким же уровнем на другом компьютере. Эта логическая, или виртуальная, связь между одинаковыми уровнями. Однако в действительности связь осуществляется между смежными уровнями одного компьютера - программное обеспечение, работающее на каждом уровне, реализует определенные сетевые функции в соответствии с набором протоколов. Перед подачей в сеть данные разбиваются на пакеты. Пакет (packet) - это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно через все уровни программного обеспечения. На каждом уровне к пакету добавляется некоторая информация, форматирующая или адресная, которая необходима для успешной передачи данных по сети. Для обеспечения надежности и отказоустойчивости локальных вычислительных сетей используются различные методы, как в самой топологии сети, так и при выборе телекоммуникационного оборудования. Как правило, при построении ЛВС для связи между различными уровнями (рис. 22) в топологии сети предусматривают резервные подключения между телекоммуникационным оборудованием. Рис. 22. Взаимосвязи между уровнями модели OSI На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке Программное обеспечение на каждом уровне читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему уровню. Когда пакет дойдет до Прикладного уровня, адресная информация будет удалена, и данные примут свой первоначальный вид. Таким образом, за исключением самого нижнего уровня сетевой модели, никакой иной уровень не может непосредственно послать информацию соответствующему уровню другого компьютера. Информация на компьютере- отправителе должна пройти через все уровни. Затем она передается по сетевому кабелю на компьютер — получатель и опять проходит сквозь все слои, пока не достигнет того же уровня, с которого она была послана на компьютере-отправителе. Взаимодействие смежных уровней осуществляется через интерфейс. Интерфейс определяет услуги, которые нижний уровень предоставляет верхнему, и способ доступа к ним. Поэтому каждому уровню одного компьютера «кажется», что он непосредственно взаимодействует с таким же уровнем другого компьютера. Уровень 7, Прикладной (Application), - самый верхний уровень модели OSI. Он представляет собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам. Этот уровень обеспечивает услуги, напрямую поддерживающие приложения пользователя, такие, как программное обеспечение для передачи файлов, доступа к базам данных и электронная почта. Нижележащие уровни поддерживают задачи, выполняемые на Прикладном уровне. Прикладной уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и обработкой ошибок. Уровень 6, Представительский (Presentation), определяет формат, используемый для обмена данными между сетевыми компьютерами. Этот уровень можно назвать переводчиком. На компьютере-отправителе данные, поступившие от Прикладного уровня, на этом уровне переводятся в общепонятный промежуточный формат. На компьютере-получателе на этом уровне происходит перевод из промежуточного формата в тот, который используется Прикладным уровнем данного компьютера. Представительский уровень отвечает за преобразование протоколов, трансляцию данных, их шифрование, смену или преобразование применяемого набора символов (кодовой таблицы) и расширение графических команд. Представительский уровень, кроме того, управляет сжатием данных для уменьшения количества передаваемых битов. На этом уровне работает утилита, называемая редиректором (redirector). Ее назначение - переадресовать операции ввода/вывода к ресурсам сервера. Уровень 5, Сеансовый (Session), позволяет двум приложениям на разных компьютерах устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое сеансом. На этом уровне выполняются такие функции, как распознавание имен и защита, необходимые для связи двух приложений в сети. Сеансовый уровень обеспечивает синхронизацию между пользовательскими задачами посредством расстановки в потоке данных контрольных точек (chekpoints). Таким образом, в случае сетевой ошибки, потребуется заново передать только данные, следующие за последней контрольной точкой. На этом уровне выполняется управление диалогом между взаимодействующими процессами, т.е. регулируется, какая из сторон осуществляет передачу, когда, как долго и т.д. Уровень 4, Транспортный (Transport), обеспечивает дополнительный уровень соединения - ниже Сеансового уровня. Транспортный уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования. На этом уровне сообщения переупаковываются: длинные разбиваются на несколько пакетов, а короткие объединяются в один. Это увеличивает эффективность передачи пакетов по сети. На Транспортном уровне компьютера-получателя сообщения распаковываются, восстанавливаются в первоначальном виде, и обычно посылается сигнал подтверждения приема. Транспортный уровень управляет потоком, проверяет ошибки и участвует в решении проблем, связанных с отправкой и получением пакетов. Уровень 3, Сетевой (Network), отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические адреса. Одним словом, исходя из конкретных сетевых условий, приоритета услуги и других факторов здесь определяется маршрут от компьютера-отправителя к компьютеру- получателю. На этом уровне решаются также такие задачи и проблемы, связанные с сетевым трафиком, как коммутация пакетов, маршрутизация и перегрузки. Если сетевой адаптер маршрутизатора не может передавать большие блоки данных, посланные компьютером-отправителем, на Сетевом уровне эти блоки разбиваются на меньшие, а Сетевой уровень компьютера-получателя собирает эти данные в исходное состояние. Уровень 2, Канальный (Data link), осуществляет передачу кадров (frames) данных от Сетевого уровня к Физическому. Кадры - это логически организованная структура, в которую можно помещать данные. Канальный уровень компьютера-получателя упаковывает «сырой» поток битов, поступающих от Физического уровня, в кадры данных. На рисунке 23 представлен простой кадр данных, где идентификатор отправителя - адрес компьютера-отправителя, а идентификатор получателя - адрес компьютера- получателя. Управляющая информация используется для маршрутизации, а также указывает на тип пакета и сегментацию. Данные - собственно передаваемая информация. CRC (остаток избыточной циклической суммы) - это сведения, которые помогут выявить ошибки, что, в свою очередь, гарантирует правильный прием информации. Рис. 23. Простой кадр данных Канальный уровень обеспечивает точность передачи кадров между компьютерами через Физический уровень. Это позволяет Сетевому уровню считать передачу данных по сетевому соединению фактически безошибочной. Обычно, когда Канальный уровень посылает кадр, он ожидает со стороны получателя подтверждения приема. Канальный уровень получателя проверяет наличие возможных ошибок передачи. Кадры, поврежденные при передаче, или кадры, получение которых не подтверждено, посылаются вторично. Уровень 1, Физический (Physical), - самый нижний в модели OSI. Этот уровень осуществляет передачу неструктурированного, «сырого» потока битов по физической среде (например, по сетевому кабелю). Здесь реализуются электрический, оптический, механический и функциональный интерфейсы с кабелем. Физический уровень также формирует сигналы, которые переносят данные, поступившие от всех вышележащих уровней. На этом уровне определяется способ соединения сетевого кабеля с платой сетевого адаптера, в частности, количество контактов в разъемах и их функции. Кроме того, здесь определяется способ передачи данных по сетевому кабелю. Физический уровень предназначен для передачи битов (нулей и единиц) от одного компьютера к другому. Содержание самих битов на данном уровне значения не имеет. Этот уровень отвечает за кодирование данных и синхронизацию битов, гарантируя, что переданная единица будет воспринята именно как единица, а не как ноль. Наконец, Физический уровень устанавливает длительность каждого бита и способ перевода бита в соответствующие электрические или оптические импульсы, передаваемые по сетевому кабелю. Вопрос 2. Модель IEEE 802. В конце 70-х годов, когда ЛВС стали восприниматься в качестве потенциального инструмента для ведения бизнеса, IEEE пришел к выводу: необходимо определить для них стандарты. В результате был выпущен Project 802, названный в соответствии с годом и месяцем своего издания (1980 год, февраль). Хотя публикация стандартов IEEE опередила публикацию стандартов ISO, оба проекта велись приблизительно в одно время и при полном обмене информацией, что и привело к рождению двух совместимых моделей. Project 802 установил стандарты для физических компонентов сети - интерфейсных плат и кабельной системы, - с которыми имеют дело Физический и Канальный уровни модели OSI. Итак, эти стандарты, называемые 802-спецификациями, распространяются: на платы сетевых адаптеров; компоненты глобальных вычислительных сетей; компоненты сетей, при построении которых используют коаксиальный кабель и витую пару. 802-спецификации определяют способы, в соответствии с которыми платы сетевых адаптеров осуществляют доступ к физической среде и передают по ней данные. Сюда относятся соединение, поддержка и разъединение сетевых устройств. Вопрос 3. Стандарты IEEE 802. Стандарты ЛВС, определенные Project 802, делятся на 12 категорий, каждая из которых имеет свой номер: 802.1 - объединение сетей. 802.2 - Управление логической связью. 802.3 - ЛВС с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением коллизий (Ethernet). 802.4 - ЛВС топологии «шина» с передачей маркера. 802.5 - ЛВС топологии «кольцо» с передачей маркера. 802.6 - сеть масштаба города (Metropolitan Area Network, MAN). 802.7 - Консультативный совет по широковещательной технологии (Broadcast Technical Advisory Group). 802.8 - Консультативный совет по оптоволоконной технологии (Fiber-Optic Technical Advisory Group). 802.9 - Интегрированные сети с передачей речи и данных (Integrated Voice/Data Networks). 802.10 - Безопасность сетей. 802.11 - Беспроводная сеть. 802.12 - ЛВС с доступом по приоритету запроса (Demand Priority Access LAN, 100baseVG-AnyLan). Вопрос 4. Режимы работы IEEE 802.11. Два нижних уровня модели OSI, Физический и Канальный, устанавливают, каким образом несколько компьютеров могут одновременно использовать сеть, чтобы при этом не мешать друг другу как это показано на рисунке 24. Рис. 24. Подуровни: Управление логической связью и доступом к среде IEEE, подробно описывая Канальный уровень, разделил его на два подуровня (рис. 25): Управление логической связью (Logical Link Control, LLC) - контроль ошибок и управление потоком данных; Управление доступом к среде (Media Access Control, МАС). Рис. 25. Стандарты Project 802 для подуровней Вопросы для самопроверки: 1. Какой уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и обработкой ошибок? 2. Какой уровень на компьютере-получателе переводит промежуточный формат в тот, который используется Прикладным уровнем данного компьютера? 3. Какой уровень определяет маршрут от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю? 4. На каком уровне определяется способ соединения сетевого кабеля с сетевым адаптером? 5. На каком уровне модели OSI начинается процесс создания пакета? 6. Какой уровень модели OSI в Project 802 разделен на два подуровня: Управление логической связью и Управление доступом к среде? 7. Что стандартизует модель OSI? 8. Что стандартизует стек OSI? 9. Почему в модели OSI семь уровней? 10. Какой уровень отвечает за доступ приложений в сеть? Литература по теме: Основная литература: 1. Компьютерные сети. / А.В. Кузин, Учебное пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ФОРУМ, 2013. 192 с. 2. Таненбаум Э.С. Компьютерные сети. 5-е изд, – СПб.: Питер, 2013. – 960с. Дополнительная литература: 1. Компьютерные сети. / Н.В. Максимов, И.И. Попов. Учебное пособие. 5-е изд., перераб. и доп. М.: ФОРУМ, 2012. 464 с. 2. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. СПб: Питер, 2013, 944 с. 3. Пролетарский А.В.,Баскаков И.В.,Чирков Д.Н.,Федотов Р.А.,Бобков А.В.,Платонов В.А., Беспроводные сети Wi-Fi. Учебное пособие, М.: «Internet-университет информ.технологий», 2010 г., 215 стр. 4. Столлингс В. Компьютерные сети, протоколы и технологии Internetа. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 832 с. Интернет-ресурсы: 1. IEEE 802.16 Working Group on Broadband Wireless Access Standards, // http://www.ieee802.org/16/ 2. IEEE 802.16 Published Standards and Drafts, // http://www.ieee802.org/16/published.html 3. IEEE – Стандарты // http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Reports/tgi_update.htm 4. IEEE P802.11 - Task Group G - Meeting Update http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Reports/tgg_update.htm 5. Сетевые технологии // http://net.e-publish.ru/p214aa1.html 6. Модель OSI Сервер BiLiM Systems Ltd. // http://www.citforum.ru/nets/switche/osi.shtml Тема 5. Компоненты информационной сети Цели и задачи изучения темы: Получить представление о компонентах сети. Научиться идентифицировать информационные сети. Различать классификацию типа и вида сети. Получить представление об открытых информационных систем. Научиться определять тип сети, подходящий для решения конкретной задачи. Вопросы темы: 1. Типы информационных сетей. 2. Абонентская система. 3. Ретрансляционная система. 4. Узлы коммутации. 5. Административные системы. Вопрос 1. Типы информационных сетей. Информационная сеть состоит из трех основных аппаратных компонент и двух программных, которые должны работать согласованно. Для корректной работы устройств в сети их нужно правильно инсталлировать и установить рабочие параметры. Основные компоненты. Основными аппаратными компонентами сети являются следующие: 1. Абонентские системы: компьютеры (рабочие станции или клиенты и серверы); принтеры; сканеры и др. 2. Сетевое оборудование: сетевые адаптеры; концентраторы (хабы); мосты; маршрутизаторы и др. 3. Коммуникационные каналы: кабели; разъемы; устройства передачи и приема данных в беспроводных технологиях. Основными программными компонентами сети являются следующие: 1. Сетевые операционные системы, где наиболее известные из них это: Windows NT; Windows for Workgroups; LANtastic; NetWare; Unix; Linux и т.д. 2. Сетевое программное обеспечение (Сетевые службы): клиент сети; сетевая карта; протокол; служба удаленного доступа. Существует три основных компонента информационных систем (рис. 26): абонентская система; ретрансляционная система; административная. Рис. 26. Компоненты информационных систем Вопрос 2. Абонентская система. Пользователь — это юридическое или физическое лицо, использующее какие-либо ресурсы сети. Самого пользователя либо систему, с которой он работает, называют абонентом информационной сети. Для удобной и эффективной работы пользователь использует интерфейс пользователя, определяющий взаимодействие пользователя с операционной системой или сетью – совокупность аппаратных и программных средств. Абонент — это объект, имеющий право взаимодействия с системой или сетью. Ими могут быть терминалы, абонентские системы или локальные сети. Что касается пользователей, то они являются физическими, а предприятия или учреждения – юридическими абонентами сети или системы. Абонентами также могут быть программы, сообщения или устройства. В обеспечении безопасности данных важную роль играет регистрация абонентов. Абонентская система (Subscriber system) — в информационных сетях - система, которая является поставщиком или потребителем информации. АС реализуется в виде одного или нескольких устройств: Рассматриваемые устройства делятся на 2 группы (рис. 27): A.– выполняют прикладные процессы и часть, либо полностью функции области взаимодействия этих процессов. B. – предназначены лишь для реализации части функций взаимодействия. Они разгружают устройства A для эффективного выполнения ими прикладных программ. Рис. 27. Абонентская система A и B соединяются друг с другом каналами или шинами. Устройства B иногда могут находиться в коммуникационной сети, тогда устройства A устанавливаются на рабочих местах пользователей и связываются каналами с коммуникационной сетью, подключаясь к B (например, у пользователей устанавливается лишь терминал). Абонентские системы могут быть универсальными, но могут также специализироваться на выполнении определенных типов задач (например: банковская система, издательская система, информационно-поисковая, музыкальная, и т.д.). Вопрос 3. Ретрансляционная система. Это система, предназначенная для передачи данных или преобразования протоколов. Необходимость объединения нескольких сетей с разными протоколами, поставило задачу создания таких ретрансляционных систем, которые: объединяют сети с различной архитектурой, каждая из которых имеет полную автономию и свои средства управления; имеют базовые функциональные блоки, определяющие штабели протоколов для сетей разного типа; предусматривают наличие нескольких входных портов с различными скоростями передачи данных. Для решения возлагаемых на них задач ретрансляционные системы осуществляют: коммутацию и маршрутизацию данных; согласование протоколов в соединяемых коммуникационных сетях либо частях сетей; передачу блоков данных между сетями либо их частями; укрупнение либо разукрупнение блоков данных, если в сетях (их частях) они имеют различные размеры; управление потоками данных; оповещение о переполнениях буферов систем и происходящих неисправностях; восстановление работы после отказов и неисправностей; определение состояний соединяемых сетей либо их частей; учет своей работы и подготовку отчетов об этом. В соответствии с выполняемыми функциями, логическая структура·каждой из ретрансляционных систем состоит из d+1 частей как это показано на рисунке 28. Рис. 28. Логическая структура ретрансляционной системы Любая из d частей определяется штабелем протоколов соединяемых сетей либо их частей. Кроме этого, система содержит общую часть, выполняющую Х-процессы объединения остальных d частей. Ретрансляционная система опирается на физические средства соединения (A,B,C...,M) в сетях, представленные физическими каналами. Последние соединяются через штабели протоколов и Х-процессы (например, a-b). В зависимости от числа обрабатываемых уровней выделяется четыре типа систем. Одноуровневые системы включают только физический уровень. Двухуровневые системы к физическому добавляют канальный уровень, а трехуровневые также и сетевой уровень. Семиуровневые системы обрабатывают все уровни области взаимодействия. Кроме этого, ретрансляционные системы, подразделяются на две группы, определяемые выполняемыми функциями: коммутация и маршрутизация; преобразование штабелей протоколов. К ретрансляционным системам, осуществляющим коммутацию и маршрутизацию относятся: узел интегральной коммутации, который строится на базе баньяновой сети либо матричного коммутатора; узел коммутации каналов; узел коммутации пакетов; узел смешанной коммутации; коммутатор. Классификация ретрасляционных систем приведена на рисунке 29. Рис. 29. Типы ретрансляционных систем К ретрансляционным системам, преобразующим протоколы, относятся: мост; маршрутизатор; шлюз. Вопрос 4. Узлы коммутации. Узел коммутации каналов – это ретрансляционная система, устанавливающая по вызову соединение последовательностей каналов между партнерами в течении сеанса. Основная его часть выполняет функции физического уровня и физических процессов, обеспечивающих соединение каналов друг с другом. Структура основной части узла коммутации каналов показана на рисунке 30. Рис. 30. Структура основной части узла коммутации каналов В зависимости от типов физических средств соединения в каналах, подходящих к узлу, протоколы физического уровня могут быть как различными, так и одинаковыми. Кроме основной узел содержит и вспомогательную часть. Ее задачей является управление узлом и взаимодействие с административной системой. Управляющая часть содержит дополнительно уровни 2-7, а также прикладные процессы управления. Эти процессы и уровни располагаются над физическим уровнем основной части узла. Физические процессы обеспечивают соединение нужных пар каналов. Все логические каналы, подходящие к узлу, используются при передаче данных монопольно. Узел коммутации пакетов – это ретрансляционная система, распределяющая блоки данных в соответствии с их адресацией. Узел коммутации пакетов имеет достаточно сложную структуру: Протоколы на физическом уровне, канальном уровне и сетевом уровне могут быть как одинаковыми, так и различными. Вместе с основной частью узел содержит и управляющую часть, которая обеспечивает управление узлом и взаимодействует с административной системой. Сетевые процессы обеспечивают коммутацию и маршрутизацию пакетов по адресам их назначения. Все каналы, подходящие к узлу, используются коллективным образом как это показано на рисунке 31. Рис. 31. Коллективное использование каналов Узел смешанной коммутации – это ретрансляционная система, обеспечивающая как коммутацию каналов, так и коммутацию пакетов. Узел смешанной коммутации имеет комплексную структуру, представленную на рисунке 32. Рис. 32. Узел смешанной коммутации Сетевые процессы осуществляют коммутацию пакетов. Коммутация каналов осуществляется физическими процессами. Узел интегральной коммутации — ретрансляционная система, осуществляющая быструю передачу пакетов. Узел интегральной коммутации в отличие от узла коммутации пакетов передает по нужному маршруту кадры либо ячейки без просмотра их содержимого. Осуществляется сквозная коммутация. Операция ретрансляции выполняется только при помощи аппаратуры без использования программного обеспечения. Благодаря этому узел интегральной коммутации обеспечивает скоростную коммутацию данных. Узлы строятся на основе баньяновых сетей либо матричных коммутаторов. Таким образом, ретрансляционные системы реализуют межсетевые, канальные и физические процессы. Задачей является выполнение функций, в том числе преобразований, необходимых для соединения частей сетей либо целых сетей. Объединение сетей осуществляется на базе одного из двух принципов: с установлением соединения, без установления соединения. Каждое из них имеет определенные преимущества и недостатки. Так, объединение с установлением соединения позволяет заранее распределять буферы и другие ресурсы системы. В этом случае обеспечивается простое и надежное управление потоком информации, проходящими из одной сети в другую. При этом обеспечиваются уведомление о потере блоков данных и упорядочивание этих блоков. Однако организация и поддержание межсетевых соединений требует выполнения сложных протоколов. Объединение сетей без установления между ними соединения характеризуется простотой протоколов и высокой скоростью работы ретрансляционной системы. Однако при использовании этого способа все преимущества объединения с установлением соединения становятся здесь недостатками. Для их компенсации абонентские системы обеих сетей должны имеет мощные версии транспортных протоколов. Вопрос 5. Административные системы. Административные системы – это системы, обеспечивающие управление сетью либо её частью. На неё возлагаются следующие функции: сбора информации и учёта работы компонентов сети (времени работы соединений, сведений о загрузке каналов и ресурсов сети, регистрации ошибок или отказов); подготовка отчётов о работе сети; осуществление диагностики; контроль передачи блоков данных; восстановление работы после отказов и неисправностей; управление конфигурацией (включение и выключение абонентских систем, ведение справочника сети; создание резервных каналов, изоляция неисправных компонентов); осуществление сервиса для пользователей, связанного с показом динамического состояния сети. Административная система может совмещаться с узлом коммутации либо абонентской системой. Если в сети функционирует несколько абонентских систем, то одна из них назначается главной. Управление сетью обеспечивает выполнение функций администрирования, из которых в первую очередь выделяется: управление конфигурацией сети и именованием; обработка ошибок; анализ производительности и надежности; управление безопасностью и учёт работы сети. Задачи управления конфигурацией сети и именованием заключаются в конфигурировании параметров как элементов сети, так и сети в целом. Для элементов сети, таких как маршрутизаторы, мультиплексоры и т. п., с помощью этой группы задач определяются сетевые адреса, идентификаторы (имена), географическое положение и пр. Для сети в целом управление конфигурацией обычно начинается с построения карты сети, то есть отображении реальных связей между элементами сети и изменении связей между элементами сети - образование новых физических или логических каналов, изменение таблиц коммутации и маршрутизации. Управление конфигурацией (как и другие задачи системы управления) могут выполняться в автоматическом, ручном или полуавтоматическом режимах. Например, карта сети может составляться автоматически, на основании зондирования реальной сети пакетами-исследователями, а может быть построена оператором системы управления вручную. Чаще всего применяются полуавтоматические методы, когда автоматически полученную карту оператор подправляет вручную. Методы автоматического построения топологической карты, как правило, являются фирменными разработками. Более сложной задачей является настройка коммутаторов и маршрутизаторов на поддержку маршрутов и виртуальных путей между пользователями сети. Согласованная ручная настройка таблиц маршрутизации при полном или частичном отказе от использования протокола маршрутизации (а в некоторых глобальных сетях, например Х.25, такого протокола просто не существует) представляет собой сложную задачу. Многие системы управления сетью общего назначения ее не выполняют, но существуют специализированные системы конкретных производителей, например система NetSys компании Cisco Systems, которые решают ее для маршрутизаторов этой же компании. Группа задач обработки ошибок включает выявление, определение и устранение последствий сбоев и отказов в работе сети. На этом уровне выполняется не только регистрация сообщений об ошибках, но и их фильтрация, маршрутизация и анализ на основе некоторой корреляционной модели. Фильтрация позволяет выделить из весьма интенсивного потока сообщений об ошибках, который обычно наблюдается в большой сети, только важные сообщения, маршрутизация обеспечивает их доставку нужному элементу системы управления, а корреляционный анализ позволяет найти причину, породившую поток взаимосвязанных сообщений (например, обрыв кабеля может быть причиной большого количества сообщений о недоступности сетей и серверов). Устранение ошибок может быть как автоматическим, так и полуавтоматическим. В первом случае система непосредственно управляет оборудованием или программными комплексами и обходит отказавший элемент за счет резервных каналов и т. п. В полуавтоматическом режиме основные решения и действия по устранению неисправности выполняют люди, а система управления только помогает в организации этого процесса - оформляет квитанции на выполнение работ и отслеживает их поэтапное выполнение (подобно системам групповой работы). В этой группе задач иногда выделяют подгруппу задач управления проблемами, подразумевая под проблемой сложную ситуацию, требующую для разрешения обязательного привлечения специалистов по обслуживанию сети. Задачи анализа производительности и надежности связаны с оценкой на основе накопленной статистической информации таких параметров, как время реакции системы, пропускная способность реального или виртуального канала связи между двумя конечными абонентами сети, интенсивность трафика в отдельных сегментах и каналах сети, вероятность искажения данных при их передаче через сеть, а также коэффициент готовности сети или ее определенной транспортной службы. Функции анализа производительности и надежности сети нужны как для оперативного управления сетью, так и для планирования развития сети. Результаты анализа производительности и надежности позволяют контролировать соглашение об уровне обслуживания (SLA), заключаемое между пользователем сети и ее администраторами (или компанией, продающей услуги). Обычно в SLA оговариваются такие параметры надежности, как коэффициент готовности службы в течение года и месяца, максимальное время устранения отказа, а также параметры производительности, например средняя и максимальная пропускная способности при соединении двух точек подключения пользовательского оборудования, время реакции сети (если информационная служба, для которой определяется время реакции, поддерживается внутри сети), максимальная задержка пакетов при передаче через сеть (если сеть используется только как транзитный транспорт). Без средств анализа производительности и надежности поставщик услуг публичной сети или отдел информационных технологий предприятия не сможет ни проконтролировать, ни тем более обеспечить нужный уровень обслуживания для конечных пользователей сети. Задачи управления безопасностью подразумевают контроль доступа к ресурсам сети (данным и оборудованию) и сохранение целостности данных при их хранении и передаче через сеть. Базовыми элементами управления безопасностью являются процедуры аутентификации пользователей, назначение и проверка прав доступа к ресурсам сети, распределение и поддержка ключей шифрования, управления полномочиями и т. п. Часто функции этой группы не включаются в системы управления сетями, а реализуются либо в виде специальных продуктов (например, систем аутентификации и авторизации Kerberos, различных защитных экранов, систем шифрования данных), либо входят в состав операционных систем и системных приложений. К задачам учета работы сети относится регистрация времени использования различных ресурсов сети — устройств, каналов и транспортных служб. Подобные задачи имеют дело с такими понятиями, как время использования службы и плата за ресурсы — billing. Ввиду специфического характера оплаты услуг у различных поставщиков и различными формами соглашения об уровне услуг эта группа функций обычно не включается в коммерческие системы и платформы управления типа HP Open View, а реализуется. Вопросы для самопроверки: 1. Перечислить основные компоненты сети. 2. Дайте определение: абонент и пользователь? 3. Что такое абонентская система в информационных сетях? 4. Для чего служит ретрансляционная система? 5. Назовите какие узлы существуют в ретрансляционных системах? 6. Какими техническими средствами осуществляется соединение информационных сетей? 7. Дайте определение административной системы в информационных сетях и рассказать о её назначении? 8. Расскажите различия между узлами коммутации пакетов и узлами коммутации каналов. 9. Какие устройства, преобразующие протоколы, относятся к ретрансляционным системам? 10. Что такое узел интегральной коммутации? Литература по теме: Основная литература: 1. Компьютерные сети. / А.В. Кузин, Учебное пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ФОРУМ, 2013. 192 с. 2. Таненбаум Э.С. Компьютерные сети. 5-е изд, – СПб.: Питер, 2013. – 960с. Дополнительная литература: 1. Microsoft Windows 2000 Active Directory Services. Учебный курс Пер. с англ. — М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2001 — 800 с. 2. Microsoft Windows 2000 Server. Учебный курс MCSA/MCSE (3-е изд.) Пер. с англ. — М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2002. — 870 с. 3. Вишневский А., Кокорева О., Чекмарев А. Microsoft Windows Server 2003. Русская версия. — С.-Пб.: БХВ-Петербург, 2003 — 1120 с. 4. Власов Ю. В. Терминальные службы Windows 2000. Часть 2 // Windows 2000 Magazine/RE, № 2, 2001 г., с. 56-62. 5. Власов Ю. В. Начинаем работать с Windows NT Terminal Server // Windows 2000 Magazine/RE, № 2(5), 2000 г., с. 27-35. 6. Власов Ю. В. Терминальные службы Windows 2000. Часть 1 // Windows 2000 Magazine/RE, № 1, 2001 г., с. 56-59. 7. Компьютерные сети. / Н.В. Максимов, И.И. Попов. Учебное пособие. 5-е изд., перераб. и доп. М.: ФОРУМ, 2012. 464 с. 8. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. СПб: Питер, 2013, 944 с. 9. Уильям Р. Станек, Microsoft Windows Server 2003. Справочник администратора. Пер. с англ. — М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2004 - 648 с. 10. Ч. Рассел, Ш. Кроуфорд, Дж. Джеренд Microsoft Windows Server 2003. Справочник администратора. — М.:Эком, 2005 — 1391 с. Интернет-ресурсы: 1. Объединение локальных сетей через транзитную АТМ- сеть // http://www.citforum.ru/nets/tpns/glava_8.shtml |