вычислительные системы в информатике. вычислительные системы (копия). В россии в xvixvii веках появилось намного более передовое изобретение
 Скачать 0.79 Mb.
|
|
Программное обеспечение сетей. Наряду с аппаратными средствами ИВС должны иметь в своем составе и сложное программное и информационное обеспечение. Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации; выполняет техническое обслуживание и контроль работоспособности сетевых устройств. Сетевое программное обеспечение состоит из трех частей: · общего программного обеспечения; · системного программного обеспечения; · специального программного обеспечения. Общее программное обеспечение образуется из компонентов базового программного обеспечения отдельных компьютеров, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания. Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы. Специальное программное обеспечение предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области. Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего программного обеспечения (операционные системы отдельных компьютеров), так и в составе системного программного обеспечения: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети. Сетевая операционная система (СОС) включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих: координацию работы всех звеньев и элементов сети; оперативное распределение ресурсов по элементам сети; распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети; установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами; контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации; защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа; выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети. В большинство сетевых операционных систем встроена поддержка протоколов TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI. Протоколы TCP/IP были разработаны в США для сети министерства обороны ARPANet. Ввиду высокой надежности управления сетью и универсальности в части используемых компьютеров (IBM PC, Macintosh и т.д.) и операционных систем (Windows, UNIX и т. д.), эти протоколы стали базовыми протоколами для сети Информационное обеспечение сетей. Для передачи информации по каналам связи используются специальные коды. Коды эти стандартизованы и определены рекомендациями ISO (International Organization for Standardization) - Международной организации по стандартизации (МОС) или Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ). Наиболее распространенным кодом передачи по каналам связи является код ASCII, принятый для обмена информацией практически во всем мире (отечественный аналог - код КОИ-7). Следует обратить внимание еще на один способ связи между ЭВМ, когда ЭВМ объединены в комплекс с помощью интерфейсного кабеля и с помощью двухпроводной линии связи. Интерфейсный кабель - это набор проводов, по которым передаются сигналы от одного устройства компьютера к другому. Чтобы обеспечить быстродействие, для каждого сигнала выделен отдельный провод. Сигналы передаются в определенной последовательности и в определенных комбинациях друг с другом. Для передачи кодовой комбинации используется столько линий, сколько битов эта комбинация содержит. Каждый бит передается по отдельному проводу. Это параллельная передача или передача параллельным кодом. Предпочтение такой передаче отдается при организации локальных МВК, для внутренних связей ЭВМ и для небольших расстояний между абонентами сети. Передача параллельным кодом обеспечивает высокое быстродействие, но требует повышенных затрат на создание физической передающей среды и обладает плохой помехозащищенностью. В вычислительных сетях передача параллельными кодами не используется. Для передачи кодовой комбинации по двухпроводной линии группа битов передается по одному проводу бит за битом. Это передача информации последовательным кодом. Она, вполне естественно, медленнее, так как требует преобразования данных в параллельный код для дальнейшей обработки в ЭВМ, но экономически более выгодна для передачи сообщений на большие расстояния. Типы синхронизации данных Процессы передачи или приема информации в вычислительных сетях могут быть привязаны к определенным временным отметкам, т.е. один из процессов может начаться только после того, как получит полностью данные от другого процесса. Такие процессы называются синхронными. В то же время существуют процессы, в которых нет такой привязки и они могут выполняться независимо от степени полноты переданных данных. Такие процессы называются асинхронными. Синхронизация данных - согласование различных процессов во времени. В системах передачи данных используются два способа передачи данных: синхронный и асинхронный. При синхронной передаче ( Рис. 6.5. ) информация передается блоками, которые обрамляются специальными управляющими символами. В состав блока включаются также специальные синхросимволы, обеспечивающие контроль состояния физической передающей среды, и символы, позволяющие обнаруживать ошибки при обмене информацией. В конце блока данных при синхронной передаче в канал связи выдается контрольная последовательность, сформированная по специальному алгоритму. По этому же алгоритму формируется контрольная последовательность при приеме информации из канала связи. Если обе последовательности совпадают - ошибок нет. Блок данных принят. Если же последовательности не совпадают - ошибка. Передача повторяется до положительного результата проверки. Если повторные передачи не дают положительного результата, то фиксируется состояние аварии .  Синхронная передача - высокоскоростная и почти безошибочная. Она используется для обмена сообщениями между ЭВМ в вычислительных сетях. Синхронная передача требует дорогостоящего оборудования. При асинхронной передаче данные ( Рис. 6.6. )передаются в канал связи как последовательность битов, из которой при приеме необходимо выделить байты для последующей их обработки. Для этого каждый байт ограничивается стартовым и стоповым битами, которые и позволяют произвести выделение их из потока передачи. Иногда в линиях связи с низкой надежностью используется несколько таких битов. Дополнительные стартовые и стоповые биты несколько снижают эффективную скорость передачи данных и соответственно пропускную способность канала связи. В то же время асинхронная передача не требует дорогостоящего оборудования и отвечает требованиям организации диалога в вычислительной сети при взаимодействии персональных ЭВМ. Пользователи вычислительных сетей работают с прикладными задачами, расположенными на абонентских ЭВМ, либо имеют доступ к сети с терминалов. Абонентские ЭВМ и терминалы объединяются понятием оконечное оборудование данных (ООД). Для работы друг с другом абоненты вычислительной сети должны быть соединены каналом связи и между ними должно быть установлено логическое соединение. Звено данных - два или более абонентов вычислительной сети, соединенных каналом связи. Задача коммуникационной сети - установить звено данных и обеспечить управление звеном данных при обмене информацией между абонентами сети. Существуют два типа звеньев данных: двухпунктовые, многопунктовые. В двухпунктовом звене данных ( рис. 6.7.) к каждой точке канала связи подключена либо одна ЭВМ, либо один терминал. В многопунктовом звене данных( рис. 6.8.) к одной точке канала связи может быть подключено несколько ЭВМ или терминалов . Многопунктовое звено позволяет сэкономить на каналах связи, но требует в процессе установления связи между абонентами выполнения дополнительной процедуры идентификации абонента. В двухпунктовом звене эта процедура не нужна, так как один канал соединяет только двух абонентов.  Управление звеньями данных При организации взаимодействия между абонентами в звене данных необходимо решить проблему управления процессом обмена сообщениями. Используются два основных режима управления в звеньях данных: режим подчинения, режим соперничества. В режиме подчинения одна из ЭВМ, входящих в звено данных, имеет преимущество в установлении соединения, Эта ЭВМ обладает статусом центральной и инициирует процесс обмена сообщениями путем посылки другим абонентам управляющих последовательности опроса. Применяются два типа управляющих последовательностей. Если центральная ЭВМ хочет прочитать сообщения от другого абонента, то ему передается вначале управляющая последовательность опроса. Для организации такого режима управления звеном данных используются специальные списки опроса: либо циклический, либо открытый. При работе с циклическим списком после опроса последнего абонента осуществляется автоматический переход к началу списка. При работе с открытым списком опрос заканчивается на последнем абоненте из списка. Для перехода к началу списка необходимо выполнить дополнительную процедуру. Режим подчинения удобен в сетях с централизованным управлением, прост в программной реализации и не создает в сети ситуации столкновения запросов - одновременной попытки установить связь со стороны двух абонентов. В то же время этот режим не удовлетворяет требованиям свойственного для сетей диалогового режима (посылка сообщений в любой момент времени любому абоненту). Основные формы взаимодействия абонентских ЭВМ Самое существенное в работе вычислительной сети - определение набора функций, доступных ее абоненту. Так как пользователи сети работают в определенных предметных областях и используют сеть для решения своих прикладных задач, напомним, что такое процесс, и определим понятие прикладной процесс. Процесс - некоторая последовательность действий для решения задачи, определяемая программой. Прикладной процесс - некоторое приложение пользователя, реализованное в прикладной программе. Отсюда следует, что взаимодействие абонентских ЭВМ в сети можно рассматривать как взаимодействие прикладных процессов конечных пользователей через коммуникационную сеть. Вычислительная сеть обеспечивает физическое соединение между абонентскими ЭВМ - передачу сообщений по каналам связи. Для того чтобы могли взаимодействовать процессы, между ними должна существовать и логическая связь (процессы должны быть инициированы, файлы данных открыты). Анализ работы вычислительных сетей позволяет установить следующие формы взаимодействия между абонентскими ЭВМ: терминал - удаленный процесс; терминал - доступ к удаленному файлу; терминал - доступ к удаленной базе данных; терминал - терминал; электронная почта. Взаимодействие терминал - удаленный процесс предусматривает обращение с терминала одной из абонентских ЭВМ к процессу, находящемуся на другой абонентской ЭВМ сети. При этом устанавливается логическая связь с процессом и проводится сеанс работы с ним. Можно запустить удаленный процесс, получить результаты обработки данных этим процессом. Возможна также работа в режиме консоли - трансляция команд сетевой операционной системы на удаленную ЭВМ. При взаимодействии терминал - доступ к удаленному файлу можно открыть удаленный файл, модифицировать его или произвести транспортировку этого файла на любое внешнее устройство абонентской ЭВМ для дальнейшей работы с ним в лекальном режиме. Работа в режиме терминал - доступ к удаленной базе данных аналогична предыдущей форме взаимодействия. Только в этом случае производится работа с базой данных в ее полном объеме в соответствии с правами доступа, которыми обладает данный пользователь вычислительной сети. Взаимодействие терминал - терминал предусматривает обмен сообщениями между абонентами сети в диалоговом режиме. Сообщения могут посылаться как отдельным абонентам, так и группам абонентов сети. Длина сообщения не должна превышать некоторой установленной для данной сети величины (обычно - строка на экране терминала). Форма взаимодействия электронная почта в последнее время стала очень распространенной. Каждый абонент имеет на своей ЭВМ "почтовый ящик". Это специальный файл, в который записываются все поступающие в его адрес сообщения. Конечный пользователь может проверять в начале работы свой "почтовый ящик", выводить сообщения на печать и передавать сообщения в адрес других абонентов вычислительной сети. Структурная схема, иллюстрирующая основные формы взаимодействия между абонентскими ЭВМ в сети, приведена на рисунке 6.9.  Рис.6.9.Формы взаимодействия абонентских ЭВМ Цифровые данные по проводнику передаются путем смены текущего напряжения: нет напряжения - "0", есть напряжение - "1". Существуют два способа передачи информации по физической передающей среде: цифровой и аналоговый. Если все абоненты компьютерной сети ведут передачу данных по каналу на одной частоте, такой канал называется узкополосным (пропускает одну частоту). Если каждый абонент работает на своей собственной частоте по одному каналу, то такой канал называется широкополосным (пропускает много частот). Использование широкополосных каналов позволяет экономить на их количестве, но усложняет процесс управления обменом данными. При цифровом или узкополосном способе передачи данные ( рис. 6.10.) передаются в их естественном виде на единой частоте. Узкополосный способ позволяет передавать только цифровую информацию, обеспечивает в каждый данный момент времени возможность использования передающей среды только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии (длина линии связи не более 1000 м). В то же время узкополосный способ передачи обеспечивает высокую скорость обмена данными - до 10 Мбит/с и позволяет создавать легко конфигурируемые вычислительные сети. Подавляющее число локальных вычислительных сетей использует узкополосную передачу.  Рис.6.10.Цифровой способ передачи Аналоговыйспособ передачи цифровых данных обеспечивает широкополосную передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот. При аналоговом способе передачи происходит управление параметрами сигнала несущей частоты для передачи по каналу связи цифровых данных. Сигнал несущей частоты представляет собой гармоническое колебание, описываемое уравнением: X = Xmax sin (wt+j 0) где: Xmax - амплитуда колебаний; w - частота колебаний; t - время; j 0 - начальная фаза колебаний. Передать цифровые данные по аналоговому каналу можно, управляя одним из параметров сигнала несущей частоты: амплитудой, частотой или фазой. Так как необходимо передавать данные в двоичном виде(последовательность единиц и нулей), то можно предложить следующие способы управления (модуляции): амплитудный; частотный; фазовый. Проще всего понять принцип амплитудной модуляции: «0» – отсутствие сигнала, т.е. отсутствие колебаний несущей частоты; «1»- наличие сигнала, т.е. наличие колебаний несущей частоты. Есть колебания – единица, нет колебаний – нуль . Частотная модуляция предусматривает передачу сигналов 0 и 1 на разной частоте. При переходе от 0 к 1 и от 1 к 0 происходит изменение сигнала несущей частоты . Наиболее сложной для понимания является фазовая модуляция. Суть ее в том, что при переходе от 0 к 1и от 1 к 0 меняется фаза колебаний, т.е. их направление . В сетях высокого уровня иерархии - глобальных и региональных используется также и широкополосная передача, которая предусматривает работу для каждого абонента на своей частоте в пределах одного канала. Это обеспечивает взаимодействие большого количества абонентов при высокой скорости передачи данных. Широкополосная передача позволяет совмещать в одном канале передачу цифровых данных, изображения и звука, что является необходимым требованием современных систем мультимедиа. Локальные вычислительные сети (ЛВС). Основное назначение локальной компьютерной сети — представление информационных и вычислительных ресурсов. Компьютерные сети состоят из серверов и рабочих станций. Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Серверы хранят данные и являются источниками ресурсов сети. Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к его ресурсам. Эта станция может работать как в сетевом, так и в локальном режиме. Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент формирует запрос на сервер для выполнения сложных процедур: чтение файла, поиск информации базе данных и т. п. Сервер выполняет запрос, результаты выполнения запроса передаются клиенту. Для подобных систем принята терминология клиент-сервер. Компьютерные сети подразделяются на два типа: одноранговые сети и сети на основе выделенного сервера. Между этими двумя типами сетей существует принципиальные различия. В одноранговой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Все компьютеры в такой сети равноправии. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям. Такая сеть высоконадежна и имеет сравнительно небольшую стоимость. Одноранговые сети, как правило, объединяют не более десятка компьютеров. К недостаткам относятся следующие обстоятельства: эффективность работы сети зависит от количества станций, управлять такой сетью сложно, также сложно обеспечить качественную защиту информации, кроме того, в такой сети трудно модифицировать и обновлять программное обеспечение. В сетях с выделенным сервером один из компьютеров (сервер) выполняет функции хранения данных, управления взаимодействием между рабочими станциями и, ряд сервисных функций. На сервере устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все выделяемые внешние устройства — жесткие диски, принтеры, модемы. Взаимодействие между рабочими станциями устанавливается через сервер. В такой сети возможно построить надежную систему защиты информации, она обеспечивает высокое быстродействие, просто управляема, в ней отсутствует ограничение на число рабочих станций. К недостаткам надо отнести высокую стоимость сети, зависимость быстродействия и надежности работы сети от сервера, меньшую гибкость системы по сравнению с одноранговой сетью. По территории, где расположена ЛВС, вычислительные машины могут быть расположены самым причудливым образом. С точки зрения методов управления ЛВС взаимное расположение ЭВМ имеет большое значение. Топология ЛВС — это усредненная геометрическая схема соединения узлов сети. Для ЛВС типичными являются четыре топологии: шинная, звездообразная, кольцевая и ячеистая. Компьютерная сеть рассматривается как совокупность узлов сети, а узел — это любое устройство, подключенное к передающей среде сети. Шинная топология самая простая. В ней используется один кабель, называемый магистралью, или её сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры (рис. 6.1.). Данные распространяются по кабелю в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимается только там, куда адресована. Для гашения сигналов на концах кабеля устанавливаются терминаторы. Сеть имеет высокое быстродействие и устойчива к неисправностям отдельных узлов. К недостаткам относятся малая протяженность сети, невозможность использования различных типов кабеля в пределах сети. Шина — пассивная топология: компьютеры только слушают передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Выход, некоторых компьютеров из строя никак не сказывается на работе сети.  Рис. 6.1. Топология шина Звездообразная топология требует выделения центрального узла, к которому подключаются все остальные. Этот узел называется концентратором (hub). Информация передаётся через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует всю информацию в сети (рис. 6.2.). Взаимодействие станций здесь простое, но работоспособность сети зависит целиком от центрального узла. Главное преимущество этой топологии — более высокая надежность. Выход из строя нескольких компьютеров на работу сети не влияет.  Рис. 6.2. Топология звезда Кольцевая топология предусматривает соединение узлов замкнутой кривой— кабелем передающей среды (рис. 6.3.). Информация передается от узла к узлу. Это активная топология. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел сам распознает и получает адресованное ему сообщение. Эта топология — лучшая для небольших сетей, занимающих очень ограниченное пространство. В этой сети нет центрального узла. Из недостатков следует отметить небольшое быстродействие и необходимость специальных мер для сохранения целостности тракта передачи информации. Выход из строя хотя бы одного компьютера приводит к падению сети.  Рис. 6.3.Топология кольцо · Сеть с ячеистой топологией (рис. 6.4.) обладает высокой избыточностью. В ней каждый компьютер соединен с каждым другим отдельным кабелем. Разрыв кабеля не сказывается на работоспособности сети, т. к. сообщение может дойти до адресата другим маршрутом. Основной недостаток сети — большие затраты на прокладку кабеля и высокая стоимость системы в целом.  Рис. 6.4. Ячеистая топология На практике кроме базовых технологий применяются их комбинации — комбинированные технологии, чаще всего звезда - шина и звезда – кольцо. Локальные вычислительные сети могут объединяться. Самый простой способ— объединение одинаковых сетей в пределах, ограниченного пространства. Для этого используют мосты. Мост — это устройство, соединяющее две сети, использующие одинаковые методы передачи данных. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем. Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства — отправить сообщение в нужную сеть. Такое устройство называется маршрутизатором или роутером. Маршрутизатор — устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну операционную систему. Кроме того, маршрутизатор обеспечивает балансировку нагрузки в сети, перенаправляя потоки сообщений по свободным каналам связи. Для объединения ЛВС совершенно различного типа, работающих по существенно отличающимся друг от друга протоколам, предусмотрены специальные устройства — шлюзы. Шлюз — устройство, позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями, использующими различные протоколы взаимодействия. Шлюз осуществляет свои функции на уровне выше сетевого. С помощью шлюзов можно локальную сеть подключить к глобальной. Мосты, маршрутизаторы и шлюзы конструктивно выполняются в виде плат, которые устанавливаются на компьютерах. Физическая передающая среда — это прежде всего кабели. Они бывают трех видов: витая пара проводов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель. Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой. Скручивание уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Пример — телефонный кабель. Характеристики пары: размеры, тип изоляции, шаг скручивания. Этот вид передающей среды дешев. Витая пара может быть неэкранированной и экранированной. Последняя помещена в медную оплетку, а пары проводов обмотаны фольгой. Основной недостаток витой пары — низкая скорость передачи информации (до 1 Мбит/с) и плохая помехозащищенность. Коаксиальный кабель обладает более высокой механической прочностью и помехозащищенностью. Существуют два типа коаксиальных кабелей: тонкий (диаметр 0.64 см) и толстый (диаметр 1.27 см). Первый передает сигнал без затухания на 185 м, второй почти на 500 м. Скорость передачи информации 10—50 Мбит/с. Оптоволоконный кабель — самая удобная передающая среда. На него не действуют электромагнитные поля, он сам практически не излучает, поэтому обнаружить его трудно, что отвечает требованиям секретности. В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов . Данные могут передаиваться на многие километры. Скорость передачи от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с. К недостаткам этого вида передающей среды относятся дороговизна и малая технологичность в эксплуатации. При передаче данных используется и беспроводная среда. Работа беспроводных ЛВС основана на следующих способах передачи данных: инфракрасном излучении, лазере и радиопередаче. Беспроводная среда (радиосвязь) может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений, где применение обычных линий связи затруднительно или нецелесообразно. Организация беспроводной связи существенно дороже, чем обычной. Передающая среда — общийресурс для всех узлов сети. Для доступа к передающей среде необходимы специальные механизмы — методы доступа. Метод доступа — набор правил; которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю. Компьютеры получают доступ к сети поочередно на короткое время. Если же два компьютера передадут данные одновременно, их пакеты столкнутся и будут испорчены. Возникнет так называемая коллизия, т. е. столкновение пакетов от двух узлов в канале связи. Все компьютеры в сети должны использовать один и тот же метод доступа; иначе некоторые из них будут доминировать в сети и не позволят другим осуществлять передачу. Существуют два основных способа доступа к сетевому ресурсу: детерминированный и недетерминированный. В детерминированном способе используются два метода: метод опроса и метод передачи прав. Метод опроса применяется в преимущественно в сетях звездообразной топологии. Это режим подчинения. Метод передачи прав используется в сетях с кольцевой топологией. Он основан на передаче по сети специального сообщения - маркера. Маркер циркулирует по сети, и любой узел, имеющий данные для передачи, помещает их в свободный маркер, который становится занятым. Узел - адресат принимает его, устанавливает в маркер признак приема и отправляет в сеть. Передающий узел, получив признак приема, освобождает маркер, т. е. делает его свободным, и вновь отправляет в сеть. Недетерминированный способ предусматривает случайные методы доступа и конкуренцию всех узлов сети. Известен, например, множественный доступ с контролем несущей частоты и обнаружением коллизий ( CSMA\CD ). Его суть заключается в следующем. Все компьютеры в сети прослушивают сеть, чтобы обнаружить передаваемые данные. Компьютер может начать передачу собственных данных только тогда, когда кабель свободен, когда кабель занят, передача запрещена; Если возникает коллизия, то компьютеры, ее вызвавшие, приостанавливают передачу на случайный интервал времени, затем вновь пытаются передать данные через разные промежутки времени. CSMA\CDявляется состязательным методом, т. к. компьютеры конкурируют между собой за право передавать данные в сеть. Поскольку передаваемые в сетях файлы данных обычно велики по объему, то для избежания долгого ожидания в очереди на передачу все компьютеры разбивают данные на маленькие управляемые блоки, называемые пакетами. Пакет — это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. К каждому пакету сетевая операционная система добавляет управляющую информацию: заголовок в начало пакета и трейлер в конец пакета. Заголовок включает сигнал о передаче, адреса источника и получателя, код синхронизации. Трейлер обычно содержит информацию для проверки ошибок передачи, так Называемый избыточный циклический код. Форматы и размеры пакетов зависят от типа сети. Региональные ( корпоративные ) сети. В экономике развитых стран значительное место занимают малые предприятия и фирмы, число которых за последнее время значительно увеличилось. Как показывает мировая практика, малые предприятия обладают по сравнению с крупными рядом преимуществ: гибкостью и оперативностью в действиях; легкой приспособляемостью (адаптацией) к местным условиям; возможностью более быстрой реализации идей; высокой оборачиваемостью капитала; интеграцией всех хозяйственных процессов по сбыту, материально-техническому снабжению в рамках только одного предприятия; невысокими расходами по управлению, что характеризуется достаточно простой организацией на таком предприятии автоматизированной информационной технологии управления. В условиях современных рыночных отношений широкое развитие получил крупномасштабный бизнес, которому свойственны формы организации, на основе объединения предприятий, фирм в совокупные структуры. Это собирательные ассоциативные формы, к которым относятся корпорации, хозяйственные ассоциации, концерны, холдинговые компании, консорциумы, конгломераты, синдикаты, финансово-промышленные группы и т. д. Размеры таких объединений обусловлены стремлением к повышению эффективности деятельности за счет снижения издержек производства и сбыта продукции, внедрения современных технологий, требующих значительных затрат, развития процессов диверсификации, которые реализуются путем объединения территориально разобщенных предприятий или выделения филиалов в самостоятельные организации с наделением их функциями хозяйствования в определенной сфере деятельности для обслуживания корпорации в целом (выделение производственных, сбытовых и снабженческих организаций и т. д.). В крупных организациях сложились две формы управления — централизованная и децентрализованная. Организации с централизованным управлением характеризуются распределением функций и полномочий среди структурных подразделений с жесткой координацией производственно-хозяйственной деятельности в аппарате управления. Децентрализованная форма характеризуется выделением внутри организации стратегических единиц бизнеса или центров прибыли, деятельность которых поддается самостоятельному планированию и имеет свой бюджет. В этом случае аппарат управления отделениями наделяется достаточно широкими полномочиями, на него возлагается ответственность за результаты производственно-хозяйственной деятельности, за конкурентоспособность продукции компании. Для высшего же руководства создаются реальные возможности заниматься долгосрочным планированием и расширяющимися внешними контактами. В первом и во втором случаях корпоративность системы формируется за счет организационных, технологических, информационных и других связей, объединяющих территориально рассредоточенные отделения, построенные на разнообразных технологических платформах, по горизонтали и вертикали. Основное отличие двух типов управления крупными организациями заключается в организации автоматизированной информационной технологии. При централизованном управлении технология ориентирована на концентрацию информационных ресурсов в головном предприятии с жесткими ограничениями по уровням доступа к корпоративным данным. При децентрализованном управлении наряду с концентрацией информации в корпоративных хранилищах данных выделяются информационные сегменты для каждой локальной вычислительной сети филиала или отделения. Для эффективного управления крупными организациями, имеющими большое количество филиалов, строится региональная ( корпоративная ) вычислительная сеть, на основе которой формируются информационные связи между локальными вычислительными сетями отдельных структурных подразделений. Корпоративная вычислительная сеть — это интегрированная, многомашинная, распределенная система одного предприятия, имеющего территориальную рассредоточенность, состоящая из взаимодействующих локальных вычислительных сетей структурных подразделений и подсистемы связи для передачи информации. Построение корпоративной вычислительной сети обеспечивает: реализацию унифицированного доступа специалистов различных подразделений крупных предприятий к коммуникационным ресурсам; единое централизованное управление, администрирование и техническое обслуживание информационно-коммуникационных ресурсов; организацию доступа к структурированной информации в режимах on-line и off-line; организацию единой системы электронной почты и электронного документооборота; защиту электронной почты на основе международных стандартов с созданием защищенных шлюзов в существующие сети передачи данных, работающих по протоколам РОРЗ, SMTP, UUCP; организацию глобальной службы каталогов в интересах абонентов корпоративной вычислительной сети на базе протокола Х.500; реализацию единого пользовательского интерфейса, предоставляющего пользователям средства работы с коммуникационными ресурсами корпоративной вычислительной сети; взаимодействие корпоративной сети крупных предприятий с бизнес -системами других организаций, вычислительными сетями государственных учреждений, финансово-кредитных органов, участвующих в информационном обмене на правах абонентов телекоммуникационной корпоративной системы; функциональную наращиваемость, обеспечивающую построение корпоративной вычислительной сети как постоянно развивающейся и совершенствующейся, открытой для внедрения новых аппаратно-программных ресурсов, позволяющих развивать и совершенствовать состав и качество информационно-коммуникационных услуг без нарушения нормального функционирования сети. Определяющим фактором при организации корпоративных вычислительных сетей и организации информационных связей между подразделениями крупных предприятий и организациями различного типа, где осуществляются распределенная обработка данных в ЛВС филиалов и концентрация данных в автоматизированном корпоративном информационном хранилище, является простота доступа к информационным ресурсам. В этой связи основой современного подхода технических решений в построении информационной технологии в корпоративных системах является архитектура «клиент-сервер». Реальное распространение архитектуры «клиент-сервер» стало возможным благодаря развитию и широкому внедрению в практику концепции открытых систем. Основным смыслом подхода открытых систем является упрощение процесса организации совместимости вычислительных сетей за счет международной и национальной стандартизации аппаратных и программных интерфейсов. Главной причиной развития концепции открытых систем явились повсеместный переход к организации корпоративных вычислительных сетей и те проблемы комплексирования аппаратно-программных средств, возникшие в связи с объединением различных платформ и топологий локальных вычислительных сетей структурных подразделений и филиалов. Однако внедрение архитектуры «клиент-сервер» в корпоративных вычислительных сетях, которые используют различные технические решения при построении локальных вычислительных сетей в филиалах и структурных подразделениях, поддерживающих различные протоколы передачи данных, приводит к их перегрузке сетевыми деталями в ущерб функциональности. Еще более сложный аспект этой проблемы связан с возможностью использования разных форматов данных в разных узлах неоднородных локальных вычислительных сетей и ЛВС, объединенных в корпоративную систему. Это особенно существенно для используемых серверов высокого уровня — телекоммуникационных, вычислительных, баз данных . Общим решением проблемы мобильности автоматизированной информационной технологии корпоративной системы, основанной на архитектуре «клиент-сервер», является опора на программные пакеты, реализующие протоколы удаленного вызова процедур. При использовании таких средств обращение к серверу в удаленном узле выглядит как обычный вызов процедуры. Подобная организация информационных связей в корпоративных системах обеспечивает доступ к данным любого уровня, предоставляя не только всю необходимую информацию, но и давая возможность контролировать работу структурных подразделений фирмы с необходимой степенью детализации. Полномасштабное отражение производственных процессов позволяет приблизить автоматизированную корпоративную информационную технологию к проблемам фирмы, организовать принятие оптимальных решений в среднем и верхнем звене управления, поставить процесс управления на базу моделирования и прогнозирования экономических ситуаций. В крупных предприятиях, фирмах, корпорациях процессы обработки информации различаются в зависимости от требований решения функциональных задач, на основе которых формируются информационные потоки в корпоративных системах организации управления. Организация работы правления (центрального офиса) Основной задачей является подготовка стратегического плана развития и руководство общей деятельностью фирмы. Данный блок автоматизированной корпоративной системы отвечает за информационное обеспечение работы правления. Основная форма работы с информацией в этом блоке — получение и обработка информации, на основе которой вырабатывается стратегическое направление развития организации. Выработанный стратегический план развития доводится до всех структурных подразделений посредством телекоммуникационных средств. Организация работы экономических и финансовых служб Данный блок обеспечивает функционирование финансовой дирекции и бухгалтерии организации. Основные задачи финансовых служб — сформировать обобщенную картину работы фирмы для правления, оптимизировать налогообложение фирмы, обобщить всю финансовую информацию деятельности организации и довести информацию до высшего руководящего звена фирмы. Юридическое обеспечение Основной задачей является укрепление правового и имущественного положения фирмы. В данном модуле производится обработка информации, на базе которой выполняются следующие функции: подготовка и ведение базы нормативно-правовой и справочной информации, регламентирующей внешнюю деятельность организации; разработка и юридическая экспертиза документов, регламентирующих внутреннее функционирование фирмы; юридическая экспертиза заключаемых сделок и договоров и т. д. Юридическая информация доводится, прежде всего, до высшего руководящего звена, а также потребляется всеми заинтересованными службами организации. Организация решения основных задач по обработке информации и управлению крупной фирмой или корпорацией основывается на общем информационном пространстве, построении корпоративного автоматизированного хранилища информации, что позволяет управлять текущей деятельностью фирмы, а также разрабатывать стратегические планы развития корпорации. Общее информационное пространство представляет собой организацию программной, аппаратной, информационной совместимости различных аппаратных платформ и архитектур обмена данными на всех уровнях управления и в различных корпоративных звеньях системы. Согласно исследованиям ведущих специалистов по информационным технологиям, функциональные возможности автоматизированных рабочих мест (АРМ) по ориентировке в большом информационном поле в будущем реализуются совокупностью программных компонентов, каждый из которых будет выполнять широкий набор действий и в большинстве случаев может использоваться независимо от других. Центральным компонентом, без которого невозможна работа других средств, является ОС. Она обеспечивает: создание и актуализацию каталога файлов различных типов, просмотр каталогов и распечатку файлов, переименование и редактирование файлов, защиту файлов, распределение внешней памяти и др. Глобальная сеть Интернет Впервые идеи создания глобальной сети взаимодействующих компьютеров начали обсуждаться В США в начале 1960-х годов. В 1962 году министерство обороны США запустило проект DARPA (DefenseAdvanceResearchProjectsAgency). Слово Internet (Интернет) происходит от выражения Interconnected Networks — связанные сети. Это глобальное сообщество малых и больших сетей. К концу 1969 года в США был завершен проект АRPANet c подключением в одyу компьютерную сеть четырех исследовательских центров: Калифорнийского университета Лос-Анджелеса, Стаффордского исследовательского института, Калифорнийского университета Санта-Барбары и университета штата Юта. Это был прообраз Интернета. В 1972 году министерство обороны США начало разработку проекта Internetting Project с целью изучения методов соединения сетей между собой. Выдвигались требования максимальной надежности передачи данных при заведомо низком качестве коммуникаций, средств связи и оборудования. В 70-х годах создан протокол ТСР/ IР. В 1983 году осуществлен перевод АRPANet на ТСР/ IР. В 1989 году швейцарец Тим Бернес-Ли разработал технологию гипертекстовых документов — Word Wide Web , позволяющую пользователям иметь доступ к любой информации, находящейся в сети Интернет. Подключение к Интернету домашнего компьютера происходит с помощью модема. Компьютер пользователя по телефонной линии подключается к одному из модемов (модемный пул) провайдера). Каждый провайдер имеет свою магистральную линию. Провайдеры имеют точки присутствия РОР ( Point of Presence), в которых происходит подключение локальных пользователей (рис. 6.5.). РОР обычно соединены оптоволоконной линией.  Рис.6.5. Схема подключения компьютера к Интернету Отдельные провайдеры вместе со всеми своими клиентами подключаются к точкам доступа в разных городах, и трафик между двумя сетями течет через точки доступа. Аналогично организуется подключение к другим магистральным сетям, в результате чего образуется объединение множества сетей высокого уровня. Скорость передачи информации на различных участках Интернета существенно различается. Магистральные линии — это высокоскоростные каналы, их пропускная способность достигает нескольких Гбит/с. Но максимальная скорость получения информации на домашний компьютер с модемным подключением не превышает 56 Кбит/с. Существует целый ряд технологий для доступа в Интернет индивидуальных пользователей. Наиболее простой и распространенный способ — доступ по коммутируемой телефонной линии с помощью модема. Скорость доступа при таком соединении мала — не более 56 Кбит/с. Поскольку полоса пропускания обычной телефонной линии около 3400 кГц, а обычный телефон использует лишь часть низкочастотного диапазона, то была изобретена DSL - технология ( Digital Subsriber Line - цифровая абонентская линия), которая позволяет использовать широкую полосу пропускания телефонной линии без ущерба ее прямому назначению. Скорость обмена данными по такой линии значительно выше, чем у обычного модема. К настоящему времени появилось несколько разновидностей этой технологии. Еще один способ доступа — выделенная телефонная линия, соединяющая без коммутации двух абонентов. Подключение этим способом использует ISDN - технологию ( IntegratedServicesDigitalNetwork). При использовании специальных ISDN - адаптеров вместо модема можно достичь скорости передачи до 128 Кбит/с. Сеть кабельного телевидения—еще один очень распространенный способ доступа в сеть Интернет. Существуют специальные кабельные модемы, которые кодируют и передают данные по кабельной сети без ущерба для телевизионного сигнала. Скорость передачи данных в таких системах зависит от числа подключенных к ним абонентов. Для организации высокоскоростной связи между пользователем и провайдером можно использовать радиоканал. Такая связь требует наличия радиомодема и антенного устройства. На практике направленные антенны обеспечивают дальность связи до 30 км. В последнее время появились технологии спутникового доступа в Интернет, а также использование бытовой электрической сети для этих же целей. Технология спутникового доступа требует специального оборудования и является довольно дорогой. Хотя идея передачи информации по проводам электрической сети очень перспективна, существуют большие технические трудности при решении этой проблемы. Сейчас существует и используется технология DPL ( Digital Power Line ) позволяющая передавать голос и пакеты данных по электрическим сетям со скоростью до 1 Мбит/с. Адресация сети в Интернет Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки сети. Важной особенностью Интернета является то, что эта сеть не создает никакой иерархии — все компьютеры, подключенные к сети, равноправны. К адресам станций предъявляются специальные требования. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IР - адрес (Internetwork Protokol , межсетевой протокол) и доменный адрес для восприятия пользователем. Цифровой адрес имеет длину 32 бит. Он разделен на четыре блока по 8 бит, поэтому четыре числа в 1Р-адресе называются октетами. Два блока определяют адрес сети, два другие — адрес компьютера внутри этой сети. 1Р-адрес содержит три компонента: адрес сети, адрес подсети, адрес компьютера в подсети. Например, 190.25.19.157, адрес сети 190.25, адрес подсети 19, адрес компьютера в этой подсети 157. Цифровые адреса не удобны при практическом использовании, поэтому по мере увеличения их количества они стали заменяться текстовыми. В 1983 году была создана система доменных имен ( DomainNameSistem , DNS) автоматически устанавливающая связь между IР- адресами и текстовыми — доменными. Доменный адрес читается в обратном порядке. Вначале идет имя компьютера, затем имя сети, в которой он находится. Все пространство адресов Интернета разделено на области — домены, представленные географическими регионами, например, США — us, Россия — ru. Существуют и домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенные сокращенные названия, например: соm — коммерческие организации; еdu — учебные заведения; gov — государственные учреждения; nеt — сетевые образования. Компьютерное имя включает несколько уровней доменов (как минимум два). Каждый уровень отделяется от другого точкой. Все имена слева — под-домены общего домена, например, tut.sptu.edu.Здесь edu — общий домен учебных заведений, sptu — поддомен edu , tut — поддомен sptu. Для пользователей адресом является их регистрационное имя. За именем следует знак @. Все это слева присоединяется к имени компьютера. Для обработки пути поиска в доменах имеются специальные серверы имён. Они преобразуют доменное имя в соответствующий цифровой адрес, поэтому пользователю нет никакой необходимости знать цифровые адреса. |