Сетевые технологии

Полносвязная топология, соответствует сети, в которой каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Не смотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и не эффективным.

В то время, как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо, общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные, произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Модель информационной сети

Процессы взаимодействия являются сложными и поэтому их принято делить на 7 уровней. Нумерация уровней идет снизу-вверх

1Физический

2канальный

3сетевой

4транспортный

5сеансовый

6представительный

7прикладной

Все эти уровни делятся на три группы.

1 группа: объединяет 1 и 2 уровни. Они обеспечивают передачу информации по каналу передачи данных. Физический уровень осуществляет сопряжение с каналом. Канальный - управление передачей информации (генерация стартового сигнала, организация начала передачи информации, передачу информации, проверку получаемой информации, отключение канала при его неисправности, восстановление канала после ремонта, генерацию сигнала окончания передачи информации, перевод канала в пассивное состояние).

2 группа объединяет сетевой и транспортный уровни. Сетевой уровень прокладывает путь от одной системы (отправителя) к другой(адресату) через коммуникационную подсеть. Транспортный уровень управляет передачей.

3 группа - образуют уровни, которые непосредственно связаны с

обслуживанием прикладных процессов. Сеансовый - организует и управляет

сеансами взаимодействия прикладных процессов. Представительный - подготавливает информацию в таком виде, как это требуют прикладные процессы (например, если информация выводится на дисплей, то она формируется в виде страниц с заданным числом строк и т.п.). Прикладной уровень связан с прикладными процессами, он получает от них команды и обеспечивает их выполнение, т.е. передает информацию другим прикладным процессам.

Каждый уровень выполняет свои функции, в некоторых случаях они дублируются на других уровнях. Например, если на канальном уровне будет пропущена ошибка при передаче информации, то она может быть обнаружена на транспортном уровне.

Деление процессов взаимодействия на семь уровней, их наименование и выполняемые функции определены Международной организацией стандартов.

Итак, любая информационная система может быть включена в сеть, если ЭВМ информационной системы способна выполнять кроме прикладных процессов процессы взаимодействия. Т.е. ЭВМ,- включаемая в сеть, должна иметь:

устройство передачи данных, сопрягающее машину с коммуникационной подсетью,

дополнительное программное обеспечение, выполняющее процессы взаимодействия,

оперативную память, в которую можно поместить указанное выше дополнительное программное обеспечение.

Создание общей модели сети породило необходимость разработки международных стандартов, определяющих правила взаимодействия одноименных уровней процессов взаимодействия. Эти международные стандарты принято

называть протоколами.

Протокол -это документ, определяющий процедуры и правила взаимодействия одноименных уровней.

Чтобы в одной и той же сети работали ЭВМ различных фирм, они должны выполнять одни и те же протоколы на всех уровнях процессов взаимодействия

Можно дать различные определения информационной сети. Например, сеть — это совокупность информационных систем. Под информационной системой будем понимать совокупность ЭВМ, с программным обеспечением, и терминалов, которые

подключены к ЭВМ. Информационные сети позволяют пользователям сети воспользоваться ресурсами, расположенными на различных информационных системах.

Рассмотрим, модель информационной сети. Итак, сеть — это совокупность информационных систем, каждая система выполняет различные процессы, которые можно поделить на две группы: прикладные процессы и процессы взаимодействия.

Прикладные процессы — это процессы ввода, хранения, обработки и выдачи информации для нужд пользователей, Прикладные процессы являются главными в информационной системе, именно для них создается система.

Все остальные процессы, протекающие в информационной системе, являются вспомогательными и предназначены для обслуживания прикладных процессов и поэтому называются процессами взаимодействия.

Прикладные процессы в ЭВМ описываются прикладными программами.

Программное обеспечение, которое описывает процессы взаимодействия, принято называть сетевым программным обеспечением.

Прикладные процессы в различных информационных системах различны и благодаря этому обеспечивается разнообразие услуг и ресурсов, предоставляемых сетью. В противоположность прикладным, процессам, процессы взаимодействия на всех информационных системах, входящих в сеть, одинаковы. Это позволяет всем системам на равных правах и одинаковым образом обращаться друг к другу.

Линии взаимодействия прикладных процессов проходят через процессы вза1тодейств11я и коммуникационную подсеть. Таким образом, мы построили

модель сети, которую называют эталонной, и она утверждена Международной организацией стандартов.

Информационная сеть, созданная в соответствии с эталонной позволяет использовать в сети ЭВМ различных типов. Поэтому сеть, которая создана в соответствии с эталонной моделью, называютоткрытой.(Открытой для других ресурсов, пользователей, позволяет наращивать сеть и т.п.).

Перед передачей информации через коммуникационную подсеть информация делится на блоки (части) подходящего размера, которые называются пакетами. Последовательность пакетов передается через коммутационную подсеть. Если при передаче информации пакеты проходят через последовательность каналов, то возникает проблема коммутации информации. Сущность этой проблемы заключается в выборе последовательности каналов, по которым следует передавать информацию.

Существуют моноканальные спутниковые подсети, в которых один канал для

передачи информации, а другой для приема. Там проблема коммутации отсутствует.

Эта проблема существует для узловых коммуникационных сетей.

Существует следующие способы коммутации:

1.Коммутация каналов.

2.Коммутация пакетов.

3.Модернизированный метод.

4.Коммутации сообщений.

Метод коммутации каналов обеспечивает такое соединение последовательности каналов, которое позволяет образовывать линию передачи от отправителя к получателю.

И эта линия предоставляется паре машин на весь сеанс и ни один из каналов этой связи не может в это время использоваться другими машинами.

Метод коммутации каналов достаточно прост и поэтому используется в различных сетях.

Недостатки:

1.Время организации линий связи может быть большим, учитывая тот фактор, что необходимый канал может быть занят.

2.Неравномерная загрузка каналов. Могут быть большие паузы.

3.Низкая достоверность передаваемой информации, так как при передаче информация нигде не проверяется.

Стремление устранить эти недостатки привело к созданию метода коммутации пакетов.

Метод коммутации пакетов заключается в том, что каждый пакет имеет адрес назначения и практически может передаваться через коммутационную подсеть самостоятельно (по разным путям). То есть в. каждом узле по каждому пакету принимается решение о том, по какому каналу его передавать. В этом методе ни одна пара машин не может монопольно занять ни один канал. .

Преимущества:

1. Метод коммутации пакетов обеспечивает высокую загрузку каналов и резко снижает стоимость передачи каналов.

2.Высокая достоверность передаваемой информации. В каждом узле проверяется содержимое пакета. Если ошибка, то пакет выбрасывается и передается вновь.

3.Возможность передачи информации предоставляется практически без задержек. (Если нет пиковых нагрузок).

Телефонные сети пример коммутации каналов.

Когда необходимо передать пакеты за строго определенное время лучше метод коммутации каналов. Редко, но все же возникают ситуации, когда предпочтение отдается коммутации каналов.

Поэтому появился модернизированный подход, сущность которого заключается в следующем: любой канал может работать либо в монопольном режиме, либо коллективном. Головной пакет содержит информацию для узлов о том, в каком режиме необходимо передавать остальные пакеты. А последний пакет содержит информацию о том, что передача пакетов закончена и последовательность каналов больше не нужна. При монопольном режиме используется коммутация каналов. А при коллективном режиме используется коммутация пакетов по каналам, которые не заняты монопольным режимом.