Компьютерные сети

1. Компьютерные сети

2. Сети:

1) Классификация сетей;
2) Типы серверов;
3) Программные и аппаратные средства ИВС;
4) Способы коммутации;
5) Топология сетей;
6) Модель OSI;
7) Зависимости уровней;
8) Протокол;
9) Стандартные стеки коммуникационных протоколов

3. Классификация сетей

4. Коммуникационная сеть -

Коммуникационная сеть система, состоящая из объектов, называемых
пунктами (узлами) сети и осуществляющих
функции генерации, преобразования, хранения
и потребления некоторого продукта, а также
линий передачи (связей, коммуникаций,
соединений), осуществляющих передачу
продукта между пунктами.

5. Группы сетей:

1) Информационные;
2) Энергетические;
3) Вещественные

6. Информационно-вычислительная сеть -

Информационно-вычислительная сеть коммуникационная сеть, в которой продуктом
генерирования, переработки, хранения и
использования является информация, а узлами
сети – вычислительное оборудование.

7. Причины сетевого объединения:

1) Организация доступа к единому
информационному ресурсу для всех
пользователей;
2) Снижение затрат на аппаратное
обеспечение для одного пользователя;
3) Снижение затрат на программное
обеспечение

8. Классификация ИВС:

1) Территориальные (WAN)
(региональные (MAN), глобальные (Internet));
1) Локальные (ЛВС, LAN);
2) Корпоративные

9. ИВС по способу управления:

1) «Клиент/сервер»;
2) Одноранговые

10. «Клиент/сервер»

выделяется один или несколько узлов,
выполняющих в сети управляющие или
специальные обслуживающие функции, а
остальные узлы – терминальные, в них
работают пользователи

11. Преимущества сетей «клиент/сервер»:

1) Централизованное управление учетными
записями пользователей, безопасностью и
доступом;
2) Эффективный доступ к сетевым ресурсам;
3) Один пароль для входа пользователя…

12. Недостатки сетей «клиент/сервер»:

1) Неисправность сервера = потеря ресурсов;
2) Квалифицированный персонал для
сопровождения;
3) Выделенное оборудование и
специализированное программное
обеспечение…

13. Одноранговые

пиринговые - все узлы равноправны.

14. Преимущества пиринговых сетей:

1) Легкость в установке и настройке;
2) Независимость машин от сервера;
3) Контроль пользователем своих ресурсов;
4) Дешевизна в приобретении и эксплуатации;
5) Отсутствие дополнительного ПО (кроме ОС);
6) Отсутствие сетевого администратора…

15. Недостатки пиринговых сетей:

1) Количество паролей = количество ресурсов;
2) Распределенное резервное копирование;
3) Отсутствие централизованной
организационной схемы для поиска и
управления доступом к данным;
4) Снижение производительности при доступе
к разделенному ресурсу…

16. Типы серверов

17. Типы серверов:

1) Файловый сервер;
2) Сервер печати;
3) Сервер приложений;
4) Сервер базы данных;
5) Коммуникационный сервер…

18. Файловый сервер -

Файловый сервер компьютер, который выполняет функции
управления локальной сетью, отвечает за
коммуникационные связи, хранит файлы,
разделяемые в сети, и предоставляет доступ
к совместно используемому дисковому
пространству.

19. Сервер печати -

Сервер печати компьютер, программа или специальное
устройство, обеспечивающее доступ
станциям сети к центральному
разделяемому принтеру.

20. Сервер приложений -

выполняет одну или несколько прикладных
задач, которые запускают пользователи со
своих терминалов, включенных в данную сеть.

21. Сервер БД -

специализированная программа или
компьютер, обеспечивающий станции
записями из базы данных.

22. Коммуникационный сервер -

Коммуникационный сервер сервер удалённого доступа - позволяет
работать с различными протоколами и
позволяет станциям разделять модем или
узел связи с большой ЭВМ.

23. Программные и аппаратные средства ИВС

24. Основные элементы ВС:

1) компьютеры;
2) коммуникационное оборудование;
3) операционные системы;
4) сетевые приложения

25. Способы коммутации

26. Способы коммутации:

1) Коммутация каналов;
2) Коммутация сообщений;
3) Коммутация пакетов

27. Коммутация каналов -

Коммутация каналов соединение двух или более станций данных
и обеспечение монопольного
использования канала передачи данных до
тех пор, пока соединение не будет
разомкнуто.

28. Коммутация сообщений -

Коммутация сообщений создание физического канала между
оконечными узлами необязательно, и
пересылка сообщений происходит без
нарушения их целостности; вместо
физического канала используется
виртуальный, состоящий из физических
участков, и между участками возможна
буферизация сообщения.

29. Коммутация пакетов -

Коммутация пакетов сообщение передается по виртуальному
каналу, но разделяется на пакеты, при этом
канал передачи данных занят только во
время передачи пакета (не нарушая
целостность) и освобождается по ее
завершении для передачи других пакетов.

30. Пакет:

1) Заголовок
а) адрес источника;
б) адрес местонахождения;
в) инструкции сетевым компонентам;
г) информация компьютеру-получателю
2) Данные
3) Информация для проверки ошибок передачи

31. Топология сетей

32. Топология ВС -

конфигурация графа, вершинам которого
соответствуют компьютеры сети (или другое
оборудование), а ребрам – физические
связи между ними.

33. Станции, узлы -

компьютеры (или другое оборудование),
подключенное к сети.

34. Виды связей:

• физическая;
• логическая

35. Физическая -

Физическая электрические соединения компьютеров
(или другого оборудования) между собой.
Может отличаться от логической.

36. Логическая -

маршруты передачи данных между узлами
сети, образованные путем соответствующей
настройки коммуникационного
оборудования.

37. Характеристики сети:

• скорость работы;
• стоимость;
• безопасность;
• доступность;
• масштабируемость;
• надежность;
• топология…

38. «Шина»

39. «Шина» (Linear Bus)

Недостатки
• Неполадки станции или
другого компонента сети
трудно изолировать
• Неполадки на магистрали
могут привести к выходу из
строя всей сети
Преимущества
• Простота установки
• Быстрая установка
• Меньше оборудования
• Легкая настройка

40. «Кольцо»

41. «Кольцо» (Ring)

Недостатки
Преимущества
• Неполадки на одной станции
могут привести к отказу всей
сети
• Для переконфигурации
необходимо отключать всю
сеть
• Отсутствие повторителей
• Отсутствие заглушек
• Относительная простота
установки и настройки
• Минимум аппаратного
обеспечения
• Предоставляет компьютерам
равные возможности доступа

42. «Звезда»

43. «Звезда» (Star)

Недостатки
Преимущества
• Большие затраты кабеля
• Выход из строя центрального
концентратора отключит всю
сеть
• Неполадки на одной станции
не выведут из строя всю сеть
• Простота обнаружения
неполадок
• Наилучшая масштабируемость
• Простота переконфигурации

44. «Ячейка»

45. «Ячейка» (Mesh)

Недостатки
• Большие затраты кабеля
• Сложность установки и
настройки
Преимущества
• Устойчивость к сбоям
• Способность работать при
наличии повреждений (обход
сегмента)
• Каждый узел имеет множество
возможных путей соединения
с другим узлом

46. «Звезда на шине»

47. «Звезда на шине» (Star Bus)

Недостатки
Преимущества
• Неполадки на концентраторе
или магистрали выведут из
строя весь сегмент
подключенных к ним ПК
• Никакие неполадки на
отдельном узле (сегменте) не
могут вывести из строя всю
сеть
• При неисправности отдельного
концентратора доступ к сети
будет отсутствовать только у
подключенных к нему ПК

48. «Звезда на кольце»

49. «Звезда на кольце» (Star Ring)

Недостатки
• При выходе из строя
концентратора отключается
управляемое им кольцо
Преимущества
• Реализация легче физического
кольца
• ПК имеют равный доступ к
сетевому носителю
• Повреждение одного ПК не
приводит к остановке всей
сети

50. «Гибридная ячейка»

51. «Гибридная ячейка» (Hybrid Mesh)

Недостатки
Преимущества
• Отсутствие защиты от сбоев
для отдельных клиентов сети
• Дешевле ячеистой топологии
• Защита от сбоев для серверов

52. Сегмент сети -

часть сети с общим пространством доступа к
среде передачи данных и обнаружения
коллизий.

53. Коллизия -

Коллизия отказ в доступе к среде передачи данных изза совпадения во времени моментов
генерации заявок на её использование,
поступающих от различных станций сети.

54. Сегментирование

повышает надежность сети за счет
изолирования проблем в конкретном
сегменте.
предполагает, что пакеты не выходят за
пределы текущего сегмента.

55. Протокол -

Протокол формализованные правила, определяющие
последовательность и формат сообщений,
которыми обмениваются сетевые
компоненты, лежащие на одном уровне, но
в разных узлах.

56. Интерфейсы -

Интерфейсы модули, реализующие протоколы соседних
уровней и находящиеся в одном узле,
взаимодействующие друг с другом в
соответствии с определенными правилами и
с помощью стандартизированных форматов
сообщений.

57. Стек коммуникационных протоколов -

иерархически организованный набор
протоколов, достаточный для организации
взаимодействия узлов в сети.

58. Модель OSI

59. OSI (Open System Interconnection)

60. Физический уровень -

имеет дело с передачей битов по
физическим каналам связи (витая пара,
оптоволоконный кабель).

61. Характеристики физических сред:

• полоса пропускания;
• помехозащищенность;
• волновое сопротивление;
•…

62. Канальный уровень -

Канальный уровень имеет дело с передачей кадров
(группированных наборов бит).
Обеспечивает корректность передачи каждого
кадра и вычисляет контрольную сумму.
Не только обнаруживает ошибки, но и
исправляет их за счёт повторной передачи
повреждённых кадров.

63. Задачи канального уровня

Проверка доступности среды передачи.
Реализация механизмов обнаружения и
коррекции ошибок.

64. Протоколы канального уровня:

• Ethernet
• Token Ring
• FDDI

65. Сетевой уровень -

Сетевой уровень Служит для образования единой
транспортной системы, объединяющей
несколько сетей.
Занимается доставкой данных (пакетов)
между сетями.

66. Задачи сетевого уровня

Согласование разных технологий.
Упрощение адресации.
Создание надёжных и гибких барьеров для
нежелательного трафика.

67. Транспортный уровень -

обеспечивает передачу данных
приложениям или верхним уровням.

68. Услуги сервисов транспортного уровня:

• срочность;
• возможность восстановления
прерванной связи;
• наличие средств мультиплексирования
нескольких соединений между
различными прикладными протоколами
через общий транспортный протокол;
• обнаружение ошибок передачи;
• исправление ошибок передачи…

69. Сеансовый уровень -

обеспечивает управление диалогом и
предоставляет средства синхронизации
(контрольные точки).

70. Представительный уровень -

Представительный уровень обеспечивает представление информации
между прикладными уровнями разных систем.
Работает с формой представления
передаваемой информации не изменяя её
содержания.
Шифрование и дешифрование данных.

71. Прикладной уровень -

обеспечивает доступ к разделяемым
ресурсам сети для пользователей благодаря
набору разнообразных протоколов.

72. Сетевая зависимость уровней

Сетезависимые
• физический
• канальный
• сетевой
Сетенезависимые
• сеансовый
• представительный
• прикладной

73. Сетевые компоненты

74. Сетевые компоненты:

• сетевые карты (Network Interface Card);
• повторители (repeater);
• усилители (amplifier);
• концентратор (hub);
• коммутатор (switch);
• мост (bridge);
• маршрутизатор (router);
• шлюз (gateway)…

75. Сетевой адаптер -

оборудование (периферийное устройство),
которое обеспечивает функционирование
сети на физическом и канальном уровнях.

76. Повторитель -

Повторитель используется в сетях с цифровым сигналом
для борьбы с ослаблением сигнала.
Получает ослабленный сигнал, очищает его,
увеличивает мощность и посылает его
следующему сегменту.

77. Концентратор -

на физическом уровне служит
центральной точкой в конфигурации
«звезда».

78. Концентраторы:

• пассивные – не требуют электроэнергии;
• активные – требуют энергии для
восстановления и усиления проходящего
через них сигнала;
• интеллектуальные – предоставляют
сервисы переключения пакетов и
перенаправления…

79. Коммутатор -

Коммутатор многопортовое устройство для
разделения сети на множество
сегментов.
Позволяет создавать изолированные
друг от друга (на канальном уровне)
локальные сети.

80. Мост -

устройство для соединения сетевых
сегментов с разными типами
носителей.

81. Маршрутизатор -

Маршрутизатор сетевое коммуникационное
устройство для связи двух и более
сетевых сегментов или подсетей.
Реализует протоколы физического,
канального и сетевого уровней.

82. Шлюз -

Шлюз сложная ретрансляционная система.
Обеспечивает взаимодействие сетей с
различными наборами протоколов всех
семи уровней.
Оперируют на верхних уровнях модели
OSI (сеансовом, представительском,
прикладном).
Преобразует протоколы.

83. Протоколы

84. Протокол -

это набор семантических и синтаксических
правил, определяющий поведение
функциональных блоков сети при передаче
данных.

85. Протокол -

Протокол совокупность соглашений относительно
способа представления данных,
обеспечивающего их передачу в нужных
направлениях и правильную интерпретацию
данных всеми участниками процесса
информационного обмена.

86. Соответствие стеков протоколов модели OSI

87. Стандартные стеки коммуникационных протоколов

88. Стеки коммуникационных протоколов -

Стеки коммуникационных протоколов TCP/IP
IPX/SPX
NetBIOS/SMB
DECnet
SNA
OSI

89. Спасибо за внимание!