Міністерство загальної та професійної освіти Російської Федерації

Орський Гуманітерно-технологічний інститут

Контрольна робота

з дисципліни: "Архітектура обчислювальних систем і мереж"

на тему:

«Класифікація структур мереж ЕОМ.»

«Логічна і фізична структури обчислювальної мережі»

Виконав: Гупалов П.А .

студент групи 2204, III курс, шифр 498001

Викладач: Кайдашев І.В.

2001р.

I. Класифікація структур мереж ЕОМ.

Почнемо з того що мережі мають деякі загальні компоненти, функції і характеристики. До них відносяться:

1. Сервери - комп'ютери, що надають свої ресурси мережевим користувачам.

2. Клієнти - комп'ютери, що здійснюють доступ до мережевих ресурсів, що надаються сервером.

3. Середа - спосіб з'єднання комп'ютерів.

4. Спільно використовувані дані - файли, що надаються серверами через мережу.

5. Спільно використовувані периферійні пристрої, наприклад принтери, бібліотеки CD-ROM і так далі,

Мережі діляться на глобальні та локальні. Розглянемо локальні мережі, вони можуть бути однорангові і мережі на основі сервера.

У тимчасової мережі всі комп'ютери рівноправні. Кожен комп'ютер функціонує і як клієнт і як сервер, всі користувачі самостійно вирішують, які дані на своєму комп'ютері зробити загальнодоступним по мережі.
Таку мережу ще можна назвати "Робоча група", в ній найчастіше не більше
10 комп'ютерів. Однорангові мережі зазвичай дешевше мереж на основі сервера, але вимагають більш потужних комп'ютерів. У цих мережах рівень захисту мережевого програмного забезпечення як правило нижче ніж у мережах з виділеним мервером. У такі операційні системи, як Windows NT Workstation,
Windows 95, вбудована підтримка однорангових мереж. Тому, щоб встановити однорангову мережа, додаткового програмного забезпечення не потрібно.

Більшість мереж використовує виділені сервери (мережі на основі сервера). Сервер це комп'ютер який функціонує тільки як сервер, виключаючи функції клієнта або робочої станції. Мережі на основі сервера стали промисловим стандартом. Щоб пристосуватися до зростаючих потреб користувачів, сервери у великих мережах стали спеціалізованими, наприклад: файл-сервер, принт-сервер, сервер додатків, поштовий сервер, факс-сервер, комунікаційний сервер. Перевага даної мережі перед однорангової в тому що адміністрування і управління доступом до даних здійснюється централізовано. Ресурси розташовані також централізовано, що полегшує їх пошук і підтримку.

Існують і комбіновані типи мереж, що сполучають кращі якості тимчасових мереж і мереж на основі сервера. В таких мережах на комп'ютерах-клієнтах можуть виконуватися операційні системи NT Workstation або Win98 або Win95, які будуть керувати доступом до ресурсів виділеного сервера і в той же час надавати у спільне використання свої жорсткі диски, а в міру необхідності дозволяти доступ і до своїх даних.

Всі мережі будуються на основі трьох базових топологій:

1. шина

2. зірка

3. кільце.

Якщо комп'ютери підключені уздовж одного кабелю, топологія називається шиною. У тому випадку, коли комп'ютери підключені до сегментів кабелю, що виходить із однієї точки, або концентратора, топологія називається зіркою.
Якщо кабель, до якого підключені комп'ютери, замкнутий в кільце, така топологія зветься кільця. Хоча самі по собі базові топології нескладні, в реальності часто зустрічаються досить складні комбінації, що поєднують властивості декількох топологій. Наприклад "Зірка-Шина" - це комбінація топологій "шина" і "зірка". Найчастіше це виглядає так: кілька мереж з топологією "зірка" об'єднуються за допомогою магістральної лінійної шини.

Існують також бездротові мережі передачі даних. Зазвичай бездротові компоненти взаємодіють з мережею, в якій - як середовище передачі - використовується кабель. Така мережа зі змішаними компонентами називається гібридної. Переваги такої мережі в тому що: забезпечується тимчасове підключення до існуючої кабельної мережі, організовується резервне копіювання в існуючу кабельну мережу, гарантується певний рівень мобільності і т.д. Застосовуються такі мережі в основному через те що важко прокласти кабель, для людей які не працюють на одному місці, в ізольованих приміщеннях, у приміщеннях планування яких часто змінюється, в будівлях де прокладати кабель недозволено

Залежно від технології бездротові мережі поділяються на три типи:

- локальні обчислювальні мережі

- розширені локальні обчислювальні мережі

- мобільні мережі (портативні комп'ютери). < p> Основні відмінності між цими типами мереж - опції надсилання.
Локальні і розширені локальні НД використовують передавачі і приймачі, що належать тій організації, в якій функціонує мережа. Для мобільних мереж в якості середовища передачі сигналів виступають місцеві телефонні компанії і їх служби. Типова бездротова мережа виглядає і функціонує так само, як і звичайна, за винятком середи передачі. Бездротовий мережевий адаптер з трансивером встановлено у кожному комп'ютері, і користувачі працюють так, ніби їх комп'ютери з'єднані кабелем. Трансивер по іншому називається точкою доступу, він забезпечує обмін сигналами між комп'ютерами з бездротовим підключенням і решті мережею. Безпровідні мережі використовують п'ять способів передачі даних:

- Інфрачервоне випромінювання. (використовуються для передачі інфрачервоні промені. Існує чотири типи інфрачервоних мереж: мережі прямої видимості, мережі на розсіяному інфрачервоному випромінюванні, мережі на відбитому інфрачервоному випромінюванні, широкополосні оптичні мережі).

- Лазер. (лазерна технологія схожа на інфрачервону тим, що вимагає прямої видимості між передавачем і приймачем. Якщо з яких-небудь причин промінь буде перервано це перерве передачу).

- Радіопередача у вузькому спектрі (одночастотній передача). Цей спосіб нагадує мовлення звичайної радіостанції. Користувачі налаштовують передавачі і приймачі на певну частоту. При цьому пряма видимість є необов'язковим. Сигнал високої частоти, який використовується, не проникає через металеві або залізобетонні перешкоди. Доступ до такого способу зв'язку здійснюється через постачальника послуг. Зв'язок щодо повільна (близько 4,8 Мбіт/с).

- Радіопередача в розсіяному спектрі. При цьому способі сигнали передаються в деякій смузі частот. Доступні частоти розділені на канали, або інтервали. Адаптери протягом визначеного проміжку часу налаштовані на встановлений інтервал, після чого перемикаються на інший інтервал. Перемикання всіх комп'ютерів в мережі відбувається синхронно. Щоб захистити дані від несанкціонованого доступу, застосовують кодування. Швидкість передачі до 250 Кбіт/с відносить даний спосіб до розряду самих повільних.

- Передача "точка-точка" Технологія передачі "точка-точка" передбачає тільки обмін даними між комп'ютерами, на відміну від взаємодії між декількома комп'ютерами і периферійними пристроями. Ця технологія, заснована на послідовній передачі даних, забезпечує: високошвидкісну і безпомилкову передачу, застосовуючи радіоканал, проникнення сигналу через стіни і перекриття. Подібні системи дозволяють передавати сигнали між комп'ютерами, між комп'ютерами та іншими пристроями (принтери, сканери).

Деякі типи бездротових компонентів здатні функціонувати в локальних мережах, так бездротовий міст, наприклад з'єднує мережі знаходяться в різних місцях.

Мережеві архітектури використовуються при побудові мереж:

1. Ethernet (кабельна система товстий або тонкий коаксіальний кабель)

2. Token Ring (кабельна система екранована і неекранована кручена пари)

3. AppleTalk і ArcNet (кабельна система екранована кручена пара, але можна використовувати оптоволоконний кабель).

Локальні мережі мають безліч переваг, однак вони мають іфізичні обмеження розмінів. Бо одна ЛВС не може вирішити всіхпроблем бізнесу, потрібен зв'язок між віддаленими ЛОМ. Завдяки послугкомунікаційних компаній, ЛВС може бути розширена від локального масштабудо мережі, яка охоплює цілі області, країни і планету. Таку мережуназивають глобальної обчислювальної мережі.

Прикладом ГВП є мережа Інтернет. Інтернет - це всесвітнє об'єднання мереж, шлюзів, серверів і комп'ютерів, що використовує для зв'язку єдиний набір протоколів. Інтернет надає глобальний доступ до інформації та ресурсів не покидаючи свого будинку або офісу.

Логічна і фізична структури обчислювальної мережі

Логічна структура обчислювальної мережі полягає в тому, що мережеваопераційна система пов'язує всі комп'ютери та периферійні пристрої вмережі, координує функції всіх комп'ютерів і периферійних пристроїв умережі, забезпечує захищений доступ до даних і периферійних пристроїв вмережі. Мережеве програмне забезпечення складається з двох найважливішихкомпонентів:

1) Мережевого програмного забезпечення, що встановлюється на комп'ютерах-клієнтах.

2) Мережевого програмного забезпечення, що встановлюється на комп'ютерах-серверах.

Мости, шлюзи , репітери і маршрутизатори.

Мости та шлюзи а також репітери і маршрутизатори це такі компонентиякі служать для розширення мереж. За допомогою них можна сегментуватилокальні мережі так, що кожен сегмент стає самостійною локальноїмережею, об'єднувати дві локальні мережі в одну, підключати мережу до інших мережта комп'ютерних середах для об'єднання їх у велику різнорідну систему.

Репітер відновлює ослаблені сигнали, він приймає затухаючийсигнал з одного сегмента, відновлює його і передає в наступнийсегмент. Для того щоб дані через репітер надходили з одного сегмента віншій, кожен сегмент повинен використовувати однакові пакети та протоколи.
Іншими словами, вони не можуть транслювати пакети Ethernet у пакети Token
Ring. Але репітери можуть передавати пакети з одного типу фізичногоносія до іншого. Якщо репітер має відповідні роз'єми, він візьмепакет Ethernet, що приходить з сегмента на коаксіальному кабелі, і передастьйого в сегмент на оптоволокні. Застосування репітерів виправдано, коли прирозширення мережі необхідно подолати обмеження по довжині сегмента або покількості вузлів.

Міст як і репітер може з'єднувати сегменти або вокальні мережі робочихгруп. Але на відміну від репітера, міст також служить для розбиття мережі, щодопомагає ізолювати трафік.

Мости вирішують наступні завдання:

- Збільшують розмір мережі.

- Збільшують максимальну кількість комп'ютерів в мережі.

- Розбивають перевантажену мережу на окремі сегменти із зменшеним трафіком. У підсумку кожна підмережа працює більш ефективно.

- Сполучають різнорідні фізичні носії, такі, як кручена пара і коаксіальний кабель.

- Сполучають різнорідні сегменти мережі, наприклад Ethernet і Token Ring, і переносять між ними пакети.

Мости допускають використання в мережі всіх протоколів, не відрізняючи при цьомуодин протокол від іншого. Оскільки будь-які протоколи можуть працювати черезмости, кожен комп'ютер має визначати, з якими протоколами вінпрацює.
Міст виконує наступні дії:

- "слухає" весь трафік.

- Перевіряє адреси джерела й одержувача кожного пакету.

- Будує таблицю маршрутизації.

- Передає пакети.
Передача пакетів здійснюється наступним чином. Якщо абонент не вказанов таблиці маршрутизації, міст передає пакет в усі сегменти. Якщо адресатзазначено в таблиці, міст передає пакет у цей сегмент (якщо сегментодержувача не збігається з сегментом джерела). Мости вивчають, куди сліднаправити дані. Коли пакети передаються через міст, дані про адресикомп'ютерів зберігаються в оперативній пам'яті мосту. Він використовує цідані для побудови таблиці маршрутизації. На початку роботи таблиця порожня.
З метою з'єднання двох локальних мереж, розташованих на значнійвідстані один від одного також використовуються два віддалених моста, якіпідключають через синхронні модеми до виділеної телефонної лінії.
Маршрутизатори. У середовищі, що поєднує кілька мережевих сегментів зрізними протоколами і архітектурою, мости не завжди гарантують швидкузв'язок між усіма сегментами. Для такої складної мережі необхідно пристрій,що не тільки знає адресу кожного сегмента, а й визначає найкращиймаршрут для передачі даних і фільтрує широкомовні повідомлення. Такепристрій називається маршрутизатором.
Маршрутизатори можуть виконувати такі функції мостів:

- фільтрувати і ізолювати трафік.

- з'єднувати сегменти мережі
Однак маршрутизаторам є більше інформації, ніж мостах, і вонивикористовують її для оптимізації доставки пакетів. Принцип роботи йогополягає в тому, що будується таблиця маршрутизації, яка міститьмережеві адреси. Для кожного протоколу, що використовується в мережі, будується своятаблиця. Таблиця допомагає маршрутизатора визначити адреси призначення дляданих, що надходять. Вона включає наступну інформацію:

- Усі відомі мережеві адреси.

- Способи зв'язку з іншими мережами.

- Можливі шляхи між маршрутизаторами. < p> - Вартість передачі даних по цих шляхах.

Важлива відмінність маршрутизатора і моста в тому що таблиця маршрутизаціїмоста містить адреси віддалених комп'ютерів, а таблиця маршрутизаціїмаршрутизатора містить лише номери мереж. Маршрутизатори взаємодіютьз іншими маршрутизаторами, а не з віддаленими комп'ютерами.

Сприймаючи тільки адресовані мережні пакети, маршрутизатори фільтруютьнекоректні дані та широкомовні пакети, тим самим зменшуючи навантаженняна мережу. Адреса узда призначення маршрутизатори не перевіряють, вони дивлятьсятільки на адресу мережі і можуть прослуховувати мережу і визначати, які її частинисильніше завантажені. Маршрутизатор також встановлює кількість транзитівміж сегментами мережі. Використовуючи цю інформацію, він вибирає маршрутпередачі даних. Якщо один шлях перевантажений, він вкаже альтернативний.

Маршрутизатори підрозділяються на два основних типи.

. Статичні

Вони вимагають, щоб адміністратор вручну створив і сконфігурований таблицю маршрутизації, а також вказав кожен маршрут.

. Динамічні

Вони автоматично визначають маршрути і тому вимагають мінімальної налаштування і конфігурації. Вони складніше статичних, так як аналізують інформацію від інших маршрутизаторів і для кожного пакета приймають окреме рішення про маршрут передачі через мережу.

Шлюзи. Шлюзи забезпечують зв'язок між різними архітектурою ісередовищами. Вони переупаковують і перетворюють дані, передані з однієїсередовища в іншу, щоб кожна середа могла розуміти дані інших середовищ. Шлюззокрема переупаковують інформацію відповідно до вимогсистеми призначення, змінює формат повідомлення, щоб прикладна програмана приймаючій стороні могла розпізнати дані.

Шлюз пов'язує дві системи, які використовують різні:

- Комунікаційні протоколи.

- Структури і формати даних.

- Мови.

- Архітектури.

Шлюзи створюються для виконання конкретного типу завдань, тобто дляконкретного типу перетворення даних. Шлюз приймає дані з однієїсередовища, видаляє старий протокольний стек і переупаковують їх у протокольнийстек системи призначення.

Обробляючи дані, шлюз виконує наступні операції:

- Витягує дані що приходите пакетів, пропускаючи їх знизу вгору через повний стек протоколів передавальної мережі.

- Заново упаковує отримані дані, пропускаючи зверху вниз через стек протоколів мережі призначення.

Головне призначення шлюзів - здійснювати зв'язок між персональнимикомп'ютерами та середовищем мейнфреймів. У локальній мережі один комп'ютер звичайновиділяється на роль шлюзу. Прикладні програми на настільних комп'ютерахчерез комп'ютер-шлюз отримують доступ до мейнфреймів. Таким чином,користувачі можуть працювати з ресурсами мейнфрейми так само просто, як нібиці ресурси належать їх власним комп'ютерів.