1)История развития компьютерных сетей

Первые ЭВМ, в связи со своими размерами и сложностью, не могли обеспечить интерактивный режим взаимодействия с пользователями. Для организации работы использовался пакетный режим (режим пакетной обработки).Системы пакетной обработки строились на базе мэйнфрэйма – мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты с данными и командами программы и передавали их в вычислительный центр. Операторы вводили эти данные в компьютер, а распечатанные результаты пользователи обычно получали лишь на следующий день. Подобное «неудобство» объяснялось тем, что существовала необходимость как можно более рационально использовать ресурсы ЭВМ, а пакетный режим обработки обеспечивает наибольшую производительность, чем любые другие режимы.Многотерминальные системы разделения времени стали появляться в начале 60-х годов, по мере удешевления процессоров. В таких системах центральный компьютер отдавался в распоряжение сразу нескольким пользователям. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал (монитор, клавиатура + средство связи с центральным компьютером), с помощью которого мог вести диалог с компьютером. Причем время реакции вычислительной системы было достаточно мало для того, чтобы пользователю была не заметна параллельная работа с компьютером и других пользователей.Терминалы можно было расположить по всему предприятию (вне вычислительного центра). И хотя обработка информации велась централизованно, некоторые функции (ввод-вывод данных) стали распределенными. Такие многотерминальные централизованные системы внешне уже были похожи на локальные вычислительные сети. Так, например, многие пользователи были абсолютно уверены в том, что все вычисления производятся внутри монитора.Основным сдерживающим фактором объединения нескольких полноценных компьютеров между собой в сеть был фактор экономический. В тот период времени производительность компьютера была пропорциональна квадрату его стоимости (закон Гроша). Таким образом, любой организации было намного приобрести одну сверхмощную машину, нежели приобретать две и более менее мощных компьютеров – при тех же затратах наблюдалась бы огромная потеря суммарной мощности.Первые глобальные сети появились благодаря решению достаточно простой задачи – доступа к центральному компьютеру с терминалов, удаленных на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные линии с помощью модемов. Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями терминал-компьютер были реализованы и связи типа компьютер-компьютер. В результате компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. В первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронная почта и многие другие, ставшие традиционными, сетевые службы.Первые локальные сети появились в начале 70-х годов. Благодаря созданию больших интегральных схем произошло серьезное удешевление производства мини-компьютеров. Закон Гроша перестал соответствовать действительности, и десяток мини-компьютеров выполнял определенные задачи быстрее мэйнфрейма, а стоимость такой компьютерной системы была ниже.Даже небольшие предприятия получили возможность приобретать себе компьютеры. Как правило, на мини-компьютеры возлагались задачи по управлению складом, технологическим оборудованием и т.п. Но, при этом компьютеры работали автономно. Немногим позднее стали появляться устройства сопряжения компьютеров и программное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. Все это можно назвать первыми локальными вычислительными сетями.На первых порах для соединения компьютеров друг с другом использовались самые разнообразные нестандартные устройства со своими способами представления данных, своими типами кабелей и т.п. Таким образом для каждого типа компьютеров использовалась своя технология, что вызывала множество тупиковых ситуаций.Создание стандартных технологий локальных сетейВ середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Мощным стимулом для их развития послужили персональные компьютеры. Эти устройства стали идеальными элементами для построения сетей – с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также для разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали господствовать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве серверов.Теперь, для организации локальной сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры одного стандарта (например, Ethernet), стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютеры сетевую операционную систему, например Novell Netware.Локальные сети внесли много нового в способы организации работы пользователей. Последствием, а одновременно и движущей силой такого прогресса, стало появление огромного числа непрофессиональных пользователей, которым совсем не нужно было изучать специальные команды для сетевой работы. Также немаловажным фактором явилась и большая пропускная способность сетевых адаптеров (до 10 Мбит/сек). Для сравнения, передача данных по телефонной линии в то время не достигала и 1200 бит/сек, да и сейчас в аналоговой телефонной сети скорость выше 56600 бит/сек невозможна. Этим объясняется нынешнее различие технологий доступа к ресурсам реализуемых в локальных и глобальных сетях.Современные тенденции.Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. Разрыв между локальными и глобальными сетями начинает сокращаться, благодаря появлению цифровых, спутниковых линий коммуникации. Службы доступа к ресурсам Интернет такие же удобные и прозрачные, как и в локальных сетях

Изменяются и локальные сети. Помимо пассивного кабеля, соединяющего компьютеры, применяется активное оборудование – маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы. Благодаря такому оборудованию появилась возможность строить большие корпоративные сети, насчитывающих тысячи компьютеров и имеющих сложную структуру. Да и сам кабель перестает быть обязательным компонентом сети – беспроводные системы совершенствуются и приближаются по цене и качеству к стандартному кабельному варианту.

Возродился интерес и к крупным компьютерам. На новом витке эволюционной спирали мэйнфреймы стали возвращаться в корпоративные вычислительные системы в роли полноправных сетевых узлов, поддерживающих Ethernet или Token Ring и стек протоколов TCP/IP, ставший де-факто сетевым стандартом.Появилась и еще одна очень важная тенденция, затрагивающая как локальные, так и глобальные сети. Это передача мультимедийной информации. Несмотря на значительный прогресс в этом направлении, существует еще очень много проблем, которые необходимо разрешить для полного слияния технологий. Причем речь идет не только о технологиях глобальных и локальных сетей, но и технологий любых информационных сетей – вычислительных, телефонных, телевизионных. Специалисты оценивают сроки подобного синтеза в 10-25 лет. Причем за основу предполагается взять технологию коммутации пакетов, применяемую сейчас в компьютерных сетях, а не технологию коммутации каналов, применяемую в телефонии и телевидении.

2)Архитектуры компьютерных сетей. Системы «Терминал-хост» и «Клиент-сервер». Технология «Терминал-хост» Хост это центральный компьютер.Терменал это средство ввода вывода информации на этапе многотерменальной системы терменалы были отдельными устроиствами в настоящее время терменалом может евляться обычный персональный компьютер со специальным програмным обеспечением.Деляться на текстовые и графические Ввод текстовой команды-->Отправка ком. на хост ---> Исполнение команды хостом Графический терменал визуализация рабочего стола(удалённый рабочий стол)дальнейшая последовательность аналагична текстовому терменалу.Технология «Клиент-сервер» Клиент это источник запросов сервер исполняющий запросы

3)Технологии «Файловый сервер» и «Удаленный доступ к данным» «Файловый сервер»этот принцип распространяется на взаимодействующие программы КЛИЕНТ на которм расположенны Компоненты представления и прикладные компоненты подаёт запрос на сервер на котором компонент доступа к ресурсу передаёт файлы клиенту.этот подход является базовым для локальных сетей ПК.Один из компонентов называется файловым сервером и предостовляет другим компьютерам услуги по обработке файлов .Недостатки данной технологии относится низкий сетевой трафик(передача множества файлов необходимых приложению )не большое колличество операций манипулирования с данными.«Удаленный доступ к данным» КЛИЕНТ на которм расположенны Компоненты представления и прикладные компоненты подаёт SQL запрос на сервер на котором компонент доступа к ресурсу передаёт нужную информацию клиенту.Недостатки Существенная загрузка сети.Невозможно администратирование приложений в KDA.Достоинства Унификация (это распространённый и эффективный метод устранения излишнего многообразия посредством сокращения перечня допустимых элементов и решений) интерфейса "клиент сервер" в виде языка запросов и выборе средств разработки приложений

4)Технологии «Сервер баз данных» и «Сервер приложений» Клиент на котором находиться компонент предстовления передаёт информацию на сервер на котором находится прикладные компоненты и компоненты доступа к данным происходит обмен информациейДостоинтва возможность разделения процедуры между несколькими приложениями и снижение трафика

5)Коммутация пакетов При Коммутации пакетов сообщения разбиваються на меньшие части называемые пакетами каждый из которых имеет максимальную длинну.Эти пакеты нумеруються и снабжаються адресами и передаються по сети котрая и коммутирует.Множества пакетов одного и того же сообщения может передоваться одновременно что и являеться одним из главных преимуществ систем КП.Части одного и тогоже сообщения могут в одно и тоже время находиться в различных каналах связи более того когда началао сообщения уже принято его конец отправитель может ещё даже не передовать в канал.Пакеты относящиеся к одному сообщению могут передоваться по разным маршрутам в зависемости от того по какому из них в данный момент они с наименьшей задержкой могут пойти к адресату.В связи с тем что время прохождения по сети пакетов одного сообщения может быть различным(в зависимости от маршрута и задержек в УК),прорядок их перехода к получателю может не соответствовать порядку пакетов.Существут два метода пакетной коммутации-датаграммный и способ виртуальных соелинений.Датаграммный метод.Эффиктивен для передачи коротких сообщений.Он не требует грамосткой процедуры установления соединения между абонентами.Метод датаграмма применяют для обозначения самостоятельного пакета движущегося по сети независимо от других пакетов.Пакеты доставляються получателю различными маршрутами.Эти маршруты определяются сложившейся динамической ситуацией на сети.Каждый пакет снабжается необходимым служебным маршрутным признаком,куда входит и адрес получателя.Пакеты поступают на приём в той последовательности в которой были отправленны поэтому приходиться функцию по сбору пакетов.Виртуальный метод предпологаеться предварительное установление маршрута передачи сообщения от отправителя к получателю для этого отпровляется специальный служебный пакет-запрос вызова.Для этого пакета выбераеться маршрут который в случае соглашения получателя этого пакета на соединение заерепляется для прохождения по нему всего трафикаТо есть пакет запроса на соединение как бы прокладывет пусть через сеть по которму пойдут все пакеты относящиеся к этому вызову.Пакеты беспрепядственно проходят друг за другом по виртуальной сети и в том же порядке попадают абоненту получаетлю сообщением.Режим вертуальных соединений эффективен при передаче больших массивов информации и обладает всеми преимуществами методов коммутации и пакетов.

6)Сетевая модель OSI. Уровни 1-2. Уровень 1 Физический уровень модели .Определяет характеристики физической сети передачи данных которая используется для межсетевого обмена.Это такие параметры как напряжение в сети сила тока число контактов на разъёмах электрические,механические, функциональные и процедурные параметры для физической свзязи в системах.В качестве среды передачи данных используют трехжильныйй медный провод(экраническая витая пара),коаксиальный кабелт,оптоволоконный прводник и радиорелейную линию.Физический уровень осуществляет как соединение с физическим каналом так и расторжение,управление каналом а также определяет скорость передачи данных,топологию сетей механический и электрические характеристики,требуемые для подключения поддержания соединения и отключения физической цепи.Уровень 2 Канальный Предстовляет собой каналом передачи данных организованный на основе физического соединения.Канальный уровень формирует из данных передоваемых на 1-ом уровне так называемые кадры последовательности пакетов.Каждый пакет содержит адреса источника и места назначения а так же средства обнаружения ошибок.На этом уровне осуществляеются а)Управление доступом к передающей среде,используемой несколькими ЭВМ б)Синхронизация в)Обнаружение и исправление ошибок.К канальному уровню отнесены протоколы определяющие соединение и протоколы взаимодействия между драйверами устройств

7) Сетевая модель OSI. Уровни 3-4 Уровень 3 Сетевой. Устанавливает связь в вычеслительной сети между двумя абонентами.Соединения осуществляется благодаря функции маршрутизации которые требуют наличие сетевого адреса в пакте.Сетевой уровень так же должен обеспечить обработку ошибок,мультипликсирование,управление потоками данных. Основная задача сетевого уровня - маршрутизация данных(передача данных между сетями) Специальное устройство маршрутизатор определяет для какой сети преднозначенно то или инное сообщение и направляют это посылку в заданную сеть. Каждый маршрут содержит адрес конечной сети адрес следующего маршрутизатора и стоимость предачи данных по этому маршруту. При выборе оптимального маршрута применяют динамические или статические методы.На сетевом уровне возможно применение одной из двухпроцедур передачи пактов. К сетевому уровню относятся протоколы которые отвечают за отправку и получение данных где определяется отправитель и получатель и необходимая информация для доставки пакета по сети. Уровень 4 Транспортный Поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодеистующими друг с другом удалёнными пользавтельскими процессами. Качество транспортировки безошибочность передачи независимость вычеслительных сетей

Траспортный уровень связывает физический канальный и сетевой уровни. Этот уровень как бы резделяет средства формирования данных в сети от средств их передачу. Здесь осуществляется разделение информации по определённой длине и уточнение адреса назначения. Сетевой уровень предостовляет услуги транспортному который требует от пользователя качество обслуживания сетью. Транспортный уровень отвечает за выбор соответсвующего протокола обеспечивающего требуемое качество обслуживания на сети. Транспортный уровень отвечает за надёжность доставки данных:после проверки контрольной сумы принимается решение о сборке сообщений в одно целое.

8)Сетевая модель OSI. Уровни 5-7. Уровень 5 Сеансовый(уровень сессии) На данном уровне осуществляется управление сеансами связи меду двумя взаимодествущими прикладными пользовательскими процессами. Определяется начало и окончание сеанса связи нормальное или аварийное определяется время,длительность и режим сеанса связи точки синхронизации для промежуточного контроля и восстоновленю при передаче данных восстоновление после ошибок во время сеанса связи без потери данных. Кроме того сеансовый уровень содержит дополнительные функции упровления паролями подсчёта платы за пользование ресурсов сети. На этом уровне происходит преобразование данных из кадров используемых для передачи данных в экранный формат или формат для печатающих устройств оконечной систеиы. Уровень 6 Представления данных (уровень обмена данными с прикладными программами)управляет представлением данных в необходимой для программы пользоватеьской форме осуществляет генерацию и инетрпретацию взаимодеиствия процессов кодирования/декодирования данных в том числе компрессию и декомпрессию данных(процесс преобразования данных из промежуточного формата сессии в формат данных приложения). Уровень 7 Прикладной Определяет протоколы обмена данными этих прикладных программ - в его ведении находятся прикладные сетевые программы обслуживающие файлы а так же выполняются вычеслительные информационно-поисковые работы логические преобразования информации передача потовых сообщений и т.п. Одна из задача этого уровня обеспечить удобный интерфейс пользователя.

9)Базовые сетевые топологии. Топология сети это конфигурация графа вершины которого это узлы сети а рёбра это физические связи между ними. Тпология ШИНА-предстовляет собой быстреийший и простеийщии способ установления сети.Она требует меньше оборудования и кабелей и её легче астроить. Шина состоит из единственного кабеля к которому присоеденны все компьютеры сегмента. Гланый кабель шины магистраль имеет на обоих концах заглушки для прдотвращения отражения сигнала. Топология КОЛЬЦО обычно используетсяв сетях Token Ring и в волоконн-оптических сетях FDDI.В физической топологии Ring линия передаи данных фактически образует логичекское кольцо к которому пдключенны все компьютеры сети. Доступ к носителю в кольце осуществляется посредствам логических знаков "Маркеров" которые пускаются по кругу от станции к станции давая им возможность переслать пакет если это нужно. Так как каждый компьютер при этой тополгии является чатью кольца он имеет возможность переслать любые полученные им пакты данных,адрисованные другой станции. Топология ЗВЕЗДА Все компьютеры в сети соеденины друг с другом с помощю центрального конденцатора. Все данные которые посылает станция направляются прямо на концентратор который затем пересылает пакет в направлении получателя. Если две станции посылают сигналы в одно и тоже время то они окажутся не удачными и каждому компьютеру придётся подождать определённый период прежде чем он сможет снова получить доступ к насителю. Топология ЯЧЕИСТАЯ соединяет все компьютеры сети попарно ячеистая топология использует очень много кабеля что делает её дороже. Эту сеть очень сложно устанавливать. Но эта есть устоичева к сбоям.Устоичевать к сбоям обоснована тем что она может работать при наличии повреждении.Каждый компьютер имеет множество путей соединения с другии компьютерами по сети так что отдельный обрыв кабеля не приведёт к потере соединения междк любыми компьютерами.

10)Сети передачи данных.Сети передачи данных это вид электросвязи(радиосвязли),обеспечивающий обмен сообщений между прикладными процессами пользователй ЭВМ.Сеть передачи данных это организационная техническая структура состоящая из узлов коммутации и каналов связи.По методам передачи сообщений передачу данных подразделяют.

1)Кодовая-при передачи данных выполняется посимвольное кодирование.

2)факсимильное-передача изображение документов.

По направленности передачи данных

1)Симплексная(однонаправленная)пример телевиденье или радио

2)Полудюплексная(приём передачи осуществляется поочерёдно) пример рация

3)Дюплексная(одновременно идёт и приём и передача данных) пример телефон

Асинхронная передача данных передача данных отдельным пакетом передаётся каждый символ.Код каждого символа снобжается дополнительной информацией позволяющей принемающей стороне различать начало и окончание данных и выполнять проверку правильности переданных данных.2 стартовых бита предупреждают принемающую сторону о начале передачи.Бит чётности используется для определения доставерности передачи данных.Стоповый бит - сигнализирует об окончании передачи.

+ Простота системы

+ Надёжность

+ Недорогие и надёжные узлы коммуникации

- 4 бита служебной информации

- при множественных ошибках бит чётности не поволяет определить достоверность информации.

Синхронная передача данных применятется в системах где обмен данных происходит время от времени и не требует большой скорочти предачи данныхПри использовании синхронного метода данные передаются в блокахБиты синхронизации служат для распознования начала и конца блока После данных пепедоваеммые символы размеры могут менятся.CRC циклический избыточный код обнаружения ошибки позволяет однозначно определить правильность передоваемой информации в поле данных.Символ окончания передачи - сигнализирует о окончании передачи

+ Высокая скорость передачи данных

+ Высокая эффиктивность передачи данных

+ Надёжный механизм обнаружения ошибок

- Болие сложное оборудование