Главная-Видео-Основные сетевые технологии. Понятие сетевых технологий, их роль в управленческих процессах на предприятиях. Сетевые информационные технологии: корни их возникновения

Основные сетевые технологии. Понятие сетевых технологий, их роль в управленческих процессах на предприятиях. Сетевые информационные технологии: корни их возникновения

Тема 4 СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖКИ РЕШЕНИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ ЗАДАЧ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

Любое предприятие - это совокупность взаимодействующих элементов (подразделений), каждый из которых может иметь свою структуру. Элементы связаны между собой функционально, т.е. они выполняют отдельные виды работ в рамках единого бизнес-процесса, а также информационно, обмениваясь документами, факсимильными сообщениями, письменными и устными распоряжениями. Кроме того, эти элементы взаимодействуют с внешними системами, причем их взаимодействие может быть как информационным, так и функциональным. Таким образом, в процессе функционирования различных предприятий задействована весьма сложная многоуровневая система с развитыми связями не только между иерархическими уровнями самих предприятий, но и с кредитной системой, системой государственной налоговой службы, клиентами, партнерами и дру­гими участниками бизнеса.

Сложность этой системы усугубляется тем, что она развернута на значительных территориях, охватывая большое количество участников, принадлежащих различным ведомствам, что сказывается на особенностях их информационного взаимодействия.

В таких условиях приоритетными задачами являются: организация эффективного взаимодействия всех участников бизнеса посредством использования вычислительных и телекоммуникационных средств, образующих сетевую технологию обработки информации на предприятиях и в организациях.

Сетевая технология - совокупность программных, аппаратных и организационных средств, обеспечивающих коммуникацию и распределение вычислительных ресурсов ПК, подключенных к сети.

Сетевая технология является эффективным инструментом бизнеса, так как предоставляет менеджерам необходимый сервис для коллективного решения поставленных задач, существенно увеличивает степень и порядок использования имеющихся в сети ресурсов обеспечивает к ним удаленный доступ, позволяет организовать единое информационное пространство для всех участников бизнес-процессов.

В разрезе создания единого информационного пространства организация сетевой технологии ориентируется на следующие направления:

Интеграция различных аппаратно-программных комплексов всех участников бизнеса. На начальном этапе развития системы передачи данных задача информационного взаимодействия решалась путем подключения к информационным серверам отдельных пользовательских терминалов с передачей данных по коммутируемым или выделенным каналам и телефонным линиям. Сегодня появилась потребность в объединении удален­ных друг от друга локальных вычислительных сетей участников бизнеса через высокоскоростные каналы связи.



Создание подсистемы электронного документооборота, которая включает не только передачу электронных документов от одного пользователя к другому, но и автоматизацию их обработки (учет, хранение, технологию коллективной разработки документов и т.д.) и создание удобной графической среды.

Использование высокопроизводительных технических и программных средств, разработка приложений на основе внедрения современной технологии «клиент-сервер».

Обеспечение безопасности данных при обработке и передаче информации в процессе реализации бизнес-задач.

Современные сетевые технологии продолжают возникшую в конце 1970-х гг. тенденцию к развитию распределенной обработки данных. Начальным этапом развития таких методов обработки информации явились многомашинные системы, которые представляли собой совокупность вычислительных машин различной производительности, объединенных в систему с помощью каналов связи. Высшей стадией распределенных технологий обработки данных стали вычислительные сети различных уровней - локальные и широкомасштабные, которые и явились основой организации сетевой технологии поддержки решения управленческих задач на предприятиях и в организациях.

В общем виде вычислительная сеть представляет собой систему взаимосвязанных и распределенных ПК, ориентированных на коллективное использование аппаратных, программных и информационных сетевых ресурсов.

Информационные ресурсы сети представляют собой БД общего и индивидуального применения, ориентированные на решаемые в сети задачи.

Аппаратные ресурсы сети составляют компьютеры различных типов, средства территориальных систем связи, аппаратуру связи и согласования работы сетей одного и того же уровня или различных уровней.

Программные ресурсы сети представляют собой комплекс программ для планирования, организации и осуществления коллективного доступа пользователей к общесетевым ресурсам, автоматизации процессов обработки информации, динамического распределения и перераспределения общесетевых ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей.

Назначение вычислительных сетей:

Обеспечить надежный и быстрый доступ пользователей к ресурсам сети и организовать коллективную эксплуатацию этих ресурсов;

Обеспечить возможность оперативного перемещения информации на любые расстояния с целью своевременного получения данных для принятия управленческих решений.

Вычислительные сети позволяют автоматизировать управление отдельными организациями, предприятиями, регионами. Возможность концентрации в вычислительных сетях больших объемов информации, общедоступность этих данных, а также программных и аппаратных средств обработки и высокая надежность функционирования - все это позволяет улучшить информационное обслуживание пользователей и резко повысить эффективность применения средств вычислительной техники.

Использование вычислительных сетей предоставляет следующие возможности:

Организовать параллельную обработку данных несколькими ПК;

Создавать распределенные базы данных, размещаемые в памяти различных компьютеров;

Специализировать отдельные компьютеры для эффективного решения определенных классов задач;

Автоматизировать обмен информацией и программами между отдельными компьютерами и пользователями сети;

Резервировать вычислительные мощности и средства передачи данных на случай выхода из строя отдельных ресурсов сети с целью быстрого восстановления нормальной работы сети;

Перераспределять вычислительные мощности между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей и сложности решаемых задач;

Сочетать работу в различных режимах: диалоговом, пакетном режиме «запрос-ответ», режиме сбора, передачи и обмена информацией.

Таким образом, можно отметить, что особенностью использования вычислительных сетей является не только приближение аппаратных средств непосредственно к местам возникновения и использования информации, но и разделение функций обработки и управления на отдельные составляющие с целью их эффективного распределения между несколькими персональными компьютерами а также обеспечение надежного доступа пользователей к вычислительным и информационным ресурсам и организация коллективной эксплуатации этих ресурсов. При этом к вычислительным сетям предъявляются определенные требования:

1. Производительность вычислительной сети оценивается с разных позиций:

Время реакции вычислительной сети, под которым понимается время между моментом возникновения запроса и моментом получения ответа. Время реакции зависит от многих факторов, таких как используемые службы и степень загруженности сети или отдельных ее сегментов и т.д.

Пропускная способность вычислительной сети определяется количеством информации, передаваемой через сеть или ее сегмент в единицу времени. Пропускная способность сети характеризует, насколько быстро вычислительная сеть может выполнить передачу информации.

Сегмент ЛВС - а) группа устройств (например, ПК, серверы, принтеры и т.п.), которые соединены при помощи сетевого оборудования; 6) участок ЛВС, отделенный от других участков повторителем, концентратором, мостом или маршрутизатором. Все станции сегмента поддерживают один и тот же протокол доступа к среде передачи и делят ее общую пропускную способность.

2. Надежность работы вычислительной сети определяется следующими ее характеристиками:

- отказоустойчивость всех ее компонентов. Для повышения надежности работы аппаратных средств обычно используется дублирование, когда при отказе одного из элементов функционирование сети обеспечат другие;

Обеспечение сохранности информации и защита ее от искажений;

Безопасность данных, которая обеспечивается защитой информации от несанкционированного доступа, реализуемой путем использования специализированных программно-аппаратных средств.

3. Управляемость - это возможность контролировать состояние узлов вычислительной сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при ее работе, анализировать и планировать работу сети.

4. Расширяемость характеризует возможность добавления новых цементов и узлов в вычислительную сеть, возможности ее физического расширения без существенного снижения производительности.

5. Прозрачность вычислительной сети предполагает скрытие особенностей сети от конечного пользователя таким образом, чтобы специалист мог обращаться к ресурсам сети как к обычным локальным ресурсам персонального компьютера, на котором он работает.

6. Интегрируемость означает возможность подключения к вычислительной сети разнотипного оборудования, ПО от разных производителей.

Как показывает практика, за счет расширения возможностей обработки данных, лучшей загрузки ресурсов и повышения надежности функционирования ИТ в целом стоимость обработки информации в вычислительных сетях не менее, чем в полтора раза ниже по сравнению с обработкой аналогичных данных на автономных (локальных) персональных компьютерах.

Наибольшее распространение в настоящее время получили три основных вида вычислительных сетей - локальные, корпоративные, и глобальные.

Сеть позволяет двум и более компьютерам связываться друг с другом, совместно использовать файлы и принтеры, обмениваться данными и работать с общим подключением к Интернету. В крупных компаниях сети существуют уже несколько десятилетий, повсеместно встречаются в мелких организациях, а в последнее время домашние сети тоже стали вполне распространенным явлением. Построение домашней сети обойдется недорого и не требует сложной настройки. В наше время домов с несколькими компьютерами становится все больше, и сети часто используются для организации совместных широкополосных подключений к Интернету — например, по линии DSL или кабельному модему.

Даже простая сеть обладает многими полезными возможностями:

    Совместный доступ к файлам — документы и даже некоторые приложения, хранящиеся на одном компьютере, могут быть доступны для других компьютеров сети (так, словно они находятся на жестком диске удаленного компьютера).

    Синхронизация файлов — файлы могут автоматически синхронизироваться между несколькими компьютерами (например, между настольным и портативным компьютером). Пользователь отключает портативный компьютер от сети (скажем, для поездки в командировку) и работает на нем с файлами. После возвращения портативный компьютер снова подключается к сети, а файлы автоматически копируются на настольный компьютер для продолжения работы.

    Совместный доступ к устройствам — принтер, подключенный к одному компьютеру, может использоваться другими компьютерами сети. То же относится к сканерам, устройствам резервного копирования и устройствам высокоскоростного доступа к Интернету (например, DSL и кабельные модемы).

    Сетевые игры — вы можете играть в сетевые игры с другими пользователями вашей локальной сети и даже Интернета. В конце концов, воевать со своими знакомыми интереснее, чем с компьютерными персонажами.

    Обмен информацией и совместная работа — отправка и получение электронной почты, моментальная организация чатов и даже видеоконференций с участниками с разных концов страны. Windows Vista включает ряд новых функций совместной работы, в том числе возможность проведения «живых» презентаций по сети.

    Работа в Web — используя Internet Explorer или другой браузер по своему усмотрению, пользователь может получить информацию с другого континента так же легко, как из другой комнаты того же здания.

    Совместная работа с данными — сетевое подключение позволяет двум и более пользователям одновременно обращаться к одной базе данных. Например, такая возможность может пригодиться для получения истории болезни пациентов, параллельной разработки приложений в коллективах программистов или отслеживания счетов и расходов в домашнем хозяйстве.

    Администрирование — сеть упрощает решение задач по сопровождению и диагностике компьютеров. При помощи Удаленного рабочего стола (или его аналога от стороннего производителя) можно управлять удаленным компьютером точно так же, как если бы вы сидели прямо перед ним. Вместо того чтобы тратить несколько часов на телефонные переговоры и помогать в решении проблемы с компьютером, исправьте все сами за считанные минуты.

Возможность выполнения всех перечисленных функций зависит только от установленного программного обеспечения и скорости канала связи. Так как Windows обычно содержит встроенную поддержку сетей и набор приложений, обеспечивающих все перечисленные функции, от вас потребуется лишь правильно настроить их. Необходимо учитывать, что подключение компьютера к сети существенно повышает его уязвимость для хакеров и вирусов.

Чтобы разобраться во всех программах и оборудовании, используемых при построении сетей, очень важно знать сетевую терминологию. Далее перечислены основные термины, встречающиеся при обсуждении сетевых технологий:

    Домен — сеть, использующая модель «клиент/сервер». В рамках этой модели один или несколько серверов предоставляют сети централизованные ресурсы: общий доступ к файлам, использование принтеров или электронной почты. Клиенты подключаются к серверам, чтобы получить доступ к сети. Домены обычно применяются в крупных организациях; локальные сети, находящиеся в разных географических местах, могут быть подключены к одному домену. Не путайте сетевые домены с доменными именами Интернета (sura.ru).

    Брандмауэр (firewall ) — уровень зашиты, разрешающий или запрещающий пересылку данных по сети на основании заданного набора правил. Брандмауэры используются для ограничения несанкционированного доступа со стороны злоумышленников, блокировки «черных ходов», открываемых вирусами и другими вредоносными программами, и подавления лишнего трафика за счет блокировки некоторых типов сетевых приложений. В Windows существует встроенный брандмауэр.

    Шлюз (gateway ) — устройство, связывающее две сети с разными протоколами (или две сети IP). Например, шлюз может соединять локальную проводную или беспроводную сеть с Интернетом. Шлюзы часто встраиваются в маршрутизаторы, чтобы домашние PC могли взаимодействовать друг с другом и подключаться к Интернету.

    Концентраторы и коммутаторы — сетевые устройства, к которым подключаются несколько каналов Ethernet (подключаемые устройства называются узлами). Отличия между концентратором и коммутатором сводятся к производительности (и цене). Коммутатор способен одновременно обслуживать несколько полноценных широкополосных подключений, а более дешевые концентраторы распределяют ресурсы канала (например, если каждое из трех параллельных подключений использует одну треть пропускной способности канала).

    Точка доступа — общедоступные беспроводные сети работают во многих кафе, библиотеках, аэропортах и других общественных местах. Любой желающий может подключиться к такой сети по Wi-Fi для получения доступа к Интернету. Одни точки доступа работают бесплатно, другие должны оплачиваться. В некоторых городах целые районы превращены в огромные точки доступа, к которым может подключаться любой желающий, причем нередко бесплатно.

    IP -адрес — числовой код из четырех байт (например, 207.46.230.218), идентифицирующий компьютер или устройство в сетях TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Два компьютера в одной сети не могут обладать одинаковыми IP-адресами, но один компьютер может иметь несколько IP-адресов (например, шлюзовой сервер имеет два адреса - по одному для каждой из объединяемых сетей). Большинство компонентов адреса принимает значения от 0 до 255, что дает примерно 2564, или 4,3 миллиарда возможных комбинаций. Преобразование адресов между сетями осуществляется механизмом NAT (Network Address Translation). В частности, преобразование адресов приносит пользу при подключении защищенной брандмауэром локальной сети к Интернету (так, преобразование адресов дает возможность веб-серверам возвращать ответы нужному компьютеру сети, даже если весь Интернет-трафик проходит через один кабельный или DSL-модем).

В Интернете специально выделенные компьютеры, называемые серверами имен , преобразуют символьные имена хостов вида www.microsoft.com в соответствующие им IP-адреса. За дополнительной информацией обращайтесь к разделам «Настройка протокола IP для Windows» и «NSLookup».

Четырехбайтовая адресация используется в действующей версии сетевого протокола, называемой IPv4. Однако Windows также поддерживает новую версию IPv6, которая значительно расширяет диапазон доступных IP-адресов, а также обладает новыми функциями безопасности и QoS (Quality of Service). Адреса IPv6 имеют вид fe80::28ff:b329:f8b3:a44e. Протокол IPv6 обычно встречается в сетях крупных организаций, но не в малых или домашних сетях.

    локальная сеть — обычно этим термином обозначается сеть, расположенная в пределах одной комнаты или здания. Также встречается сокращение LAN (Local Area Network).

    Одноранговая сеть — сеть, в которой центральные серверы отсутствуют, а компьютеры непосредственно взаимодействуют друг с другом и обмениваются ресурсами. К категории одноранговых относятся домашние сети и многие сети малых предприятий. В более крупных сетях вместо одноранговой модели чаще используется модель с централизованными серверами. Термином «одноранговые сети» также иногда обозначаются приложения, напрямую связывающие компьютеры по Интернету или сети для обмена файлами (например, BitTorrent).

    Протокол — «язык», на котором ваш компьютер общается с другими компьютерами сети. Семейство протоколов TCP/IP — фактический стандарт для локальных и глобальных сетей, и его поддержка необходима для подключения к Интернету.

    TCP/IP — сокращенное обозначение семейства протоколов, включающего протоколы TCP (Transmission Control Protocol), IP (Internet Protocol), UDP (User Datagram Protocol) и ICMP (Internet Control Message Protocol). TCP/IP необходим для подключения к Интернету и является стандартным протоколом в большинстве современных локальных сетей.

    Маршрутизатор (router ) — устройство, обеспечивающее внутри- и межсетевую передачу пакетов данных, а также маршрутизацию пакетов к месту назначения. В частности, маршрутизатор анализирует пакеты данных в сети, определяет место назначения и отправляет их. В Интернете маршрутизаторы обычно пересылают пакеты данных другим маршрутизаторам, которые пересылают их третьим, и т. д., пока пакет не достигнет места назначения. Маршрутизаторы часто путают с коммутаторами. Коммутатор представляет собой пассивное устройство, объединяющее другие устройства для формирования сети, а маршрутизатор занимается активным перенаправлением пакетов.

    Сервер — компьютер сети, обеспечивающий выполнение некоторой функции (доступ к электронной почте, хранение и предоставление файлов, управление базой данных и т. д.). Серверы обычно используются в корпоративных, но не в домашних сетях.

    Топология — физическое строение сети.

    VPN (Virtual Private Network ) виртуальная сеть, обеспечивающая защищенную пересылку шифрованных данных в Интернете. Компании часто используют VPN, чтобы их работники могли подключаться к корпоративной сети из дома или во время поездки. Подключение осуществляется по Интернету, но все данные шифруются и передаются по виртуальному «туннелю», что обеспечивает конфиденциальность и защиту трафика. Windows содержит встроенные средства для создания подключений VPN. За подробностями обращайтесь к разделу «Установка подключения или сети».

    Глобальная сеть — сеть из компьютеров, находящихся на больших расстояниях друг от друга. Примером глобальной сети служит Интернет. На домашнем маршрутизаторе несколько портов обычно используются для подключения компьютеров к домашней сети, а один порт с пометкой WAN связывает домашнюю сеть с Интернетом.

    Рабочая группа — группа компьютеров, объединенных в одноранговую сеть с совместным доступом к ресурсам (таким, как принтеры и файлы). Рабочие группы часто путают с сетью. Одна сеть может содержать несколько рабочих групп, в нее можно включать новые рабочие группы и удалять их. При настройке сети Windows автоматически создает рабочую группу и присваивает ей имя. Тем не менее вы можете переименовать эту группу и добавить в сеть новые группы. Windows позволяет легко сменить рабочую группу, к которой принадлежит ваш компьютер. За подробностями обращайтесь к разделу «Изменение рабочей группы или домена».

Для того, чтобы разобраться как устроена локальная сеть , необходимо разобраться в таком понятии, как сетевая технология .

Сетевая технология состоит из двух компонентов: сетевых протоколов и аппаратуры, обеспечивающей работу этих протоколов. Протоколом в свою очередь является набор «правил», с помощью которых компьютеры, находящиеся в сети, могут соединяться друг с другом, а также обмениваться информацией. С помощью сетевых технологий у нас есть Интернет, есть локальная связь между компьютерами, стоящими у вас дома. Еще сетевые технологии называют базовыми , но также имеют еще одно красивое название – сетевые архитектуры .

Сетевые архитектуры определяют несколько параметров сети , о которых необходимо иметь небольшое представление, чтобы разобраться в устройстве локальной сети:

1)Скорость передачи данных. Определяет, какое количество информации, которая обычно измеряется в битах, может быть передана через сеть за определенное время.

2)Формат сетевых кадров. Информация, передаваемая через сеть, существует в виде так называемых «кадров» — пакетов информации. Сетевые кадры в разных сетевых технологиях имеют различные форматы передаваемых пакетов информации.

3)Тип кодирования сигналов. Определяет каким образом с помощью электрических импульсов, информация кодируется в сети.

4)Среда передачи. Это материал (обычно кабель), через который проходит поток информации – той самой, которая в итоге выводится на экраны наших мониторов.

5)Топология сети. Это схема сети, в которой есть «ребра», представляющие собой кабеля и «вершины» — компьютеры, к которым эти кабеля тянутся. Распространены три основных вида схем сетей: кольцо, шина и звезда.

6)Метод доступа к среде передачи данных. Используется три метода доступа к сетевой среде: детерминированный метод, случайный метод доступа и приоритетная передача. Наиболее распространен детерминированный метод, при котором при помощи специального алгоритма, время использования передающей среды делится между всеми компьютерами находящимися в среде. В случае случайного метода доступа к сети компьютеры состязаются в доступе сети. Такой метод имеет ряд недостатков. Одним из таких недостатков является потеря части передаваемой информации из-за столкновения пакетов информации в сети. Приоритетный доступ обеспечивает соответственно наибольший объем информации к установленной приоритетной станции.

Набор этих параметров определяет сетевую технологию.

В настоящее время широко распространена сетевая технология IEEE802.3/Ethernet . Широкое распространение она получила, благодаря простым и недорогим технологиям. Также популярна за счёт того, что обслуживание таких сетей проще. Топология Ethernet сетей обычно строится в виде «звезды», либо «шины». Средой передачи в таких сетях применяются как тонкие, так и толстые коаксиальные кабеля , а также витые пары и оптоволоконные кабеля . Протяженность сетей Ethernet обычно колеблется от 100 до 2000 метров. Скорость передачи данных в таких сетях обычно около 10 мбит/с. В сетях Ethernet обычно используется метод доступа CSMA/CD, относящийся к децентрализованным случайным методам доступа к сети.

Существуют также высокоскоростные варианты сети Ethernet: IEEE802.3u/Fast Ethernet и IEEE802.3z/Gigabit Ethernet , обеспечивающие скорость передачи данных до 100 мбит/с и до 1000 мбит/с соответственно. В этих сетях в качестве среды передачи используется преимущественно оптоволокно , либо экранированная витая пара .

Существуют также менее распространенные, но при этом повсеместно использующиеся сетевые технологии.

Сетевая технология IEEE802.5/Token-Ring характерна тем, что все вершины или узлы (компьютеры) в такой сети объединены в кольцо, используют маркерный метод доступа к сети, поддерживают экранированную и неэкранированную витую пару , а также оптоволокно в качестве передающей среды. Скорость в сети Token-Ring до 16 мбит/с. Максимальное количество узлов, находящихся в таком кольце, составляет 260, а длина всей сети может достигать 4000 метров.

Прочитайте по теме следующие материалы:

Локальная сеть IEEE802.4/ArcNet особенна тем, что в ней для передачи данных используется метод доступа с помощью передачи полномочий. Эта сеть является одной из самых старейших и ранее популярных в мире. Такая популярность обусловлена надежностью и дешевизной сети. В наше время такая сетевая технология менее распространена, так как скорость в такой сети довольно низкая – около 2,5 мбит/с. Как и большинство других сетей в качестве передающей среды использует экранированные и неэкранированные витые пары и оптоволоконные кабеля, которые могут образовывать сеть длиной до 6000 метров и включать в себя до 255 абонентов.

Сетевая архитектура FDDI (Fiber Distributed Data Interface) , базируется на IEEE802.4/ArcNet и имеет большую популярность из-за своей высокой надежности. Такая сетевая технология включает в себя два оптоволоконных кольца , протяженностью до 100 км. При этом также обеспечивается высокая скорость передачи данных в сети – около 100 мбит/с. Смысл создания двух оптоволоконных колец состоит в том, что по одному из колец проходит путь с резервными данными. Таким образом снижается шанс потери передаваемой информации. В такой сети может находиться до 500 абонентов, что также является преимуществом перед другими сетевыми технологиями.

Что это такое - сетевая технология? Зачем она нужна? Для чего используется? Ответы на эти, а также на ряд других вопросов и будут даны в рамках данной статьи.

Несколько важных параметров

  1. Скорость передачи данных. От этой характеристики зависит, какое же количество информации (измеряется в большинстве случаев в битах) может быть передано через сеть за определённый промежуток времени.
  2. Формат кадров. Информация, которая передаётся через сеть, объединяется в пакеты информации. Они и называются кадрами.
  3. Тип кодирования сигналов. В данном случае решается, как же зашифровать информацию в электрических импульсах.
  4. Среда передачи. Такое обозначение используется для материала, как правило, это кабель, по которому и осуществляется проход потока информации, что в последующем и выводится на экраны мониторов.
  5. Топология сети. Это схематическое построение конструкции, по которой осуществляется передача информации. Используются, как правило, шина, звезда и кольцо.
  6. Метод доступа.

Набор всех этих параметров и определяет сетевую технологию, чем она является, какие приспособления использует и характеристики имеет. Как можете догадаться, их существует великое множество.

Общая информация

Но что же собой представляет сетевая технология? Ведь определение этому понятию так и не было дано! Итак, сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов и программно-аппаратных средств, которые их реализовывают в объеме, достаточном для построения локальной вычислительной сети. Это определяет, как же будет получен доступ к среде передачи данных. В качестве альтернативы можно ещё встретить название «базовые технологии». Рассмотреть их все в рамках статьи не представляется возможным из-за большого количества, поэтому внимание будет уделено самым популярным: Ethernet, Token-Ring, ArcNet и FDDI. Что же они собой представляют?

Ethernet

На данный момент это самая популярная во всём мире сетевая технология. Если подведёт кабель, то вероятность того, что используется именно она, близка к ста процентам. Ethernet можно смело зачислять в наилучшие сетевые информационные технологии, что обусловлено низкой стоимостью, большой скоростью и качеством связи. Наиболее известным является тип IEEE802.3/Ethernet. Но на его основе было разработано два очень интересных варианта. Первый (IEEE802.3u/Fast Ethernet) позволяет обеспечить скорость передачи в 100 Мбит/секунду. У этого варианта существует три модификации. Разнятся они между собой по использованному материалу для кабеля, длине активного сегмента и конкретным рамкам диапазона передачи. Но колебания происходят в стиле «плюс-минус 100 Мбит/секунду». Другой вариант - это IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. У него передающая способность равна 1000 Мбит/с. У этой вариации существует четыре модификации.

Token-Ring

Сетевые информационные технологии данного типа используются для создания разделяемой среды передачи данных, которая в конечном итоге образуется как объединение всех узлов в одно кольцо. Строится данная технология на звездно-кольцевой топологии. Первая идёт как основная, а вторая - дополнительная. Чтобы получить доступ к сети, применяется маркерный метод. Максимальная длина кольца может составлять 4 тысячи метров, а количество узлов - 260 штук. Скорость передачи данных при этом не превышает 16 Мбит/секунду.

ArcNet

Этот вариант использует топологию «шина» и «пассивная звезда». При этом он может строиться на неэкранированной витой паре и оптоволоконном кабеле. ArcNet - это настоящий старожил в мире сетевых технологий. Длина сети может достигать 6000 метров, а максимальное количество абонентов - 255. При этом следует отметить основной недостаток этого подхода - его низкую скорость передачи данных, которая составляет только 2,5 Мбита/секунду. Но эта сетевая технология всё ещё широко используется. Это происходит благодаря ее высокой надежности, низкой стоимости адаптеров и гибкости. Сети и сетевые технологии, построенные по другим принципам, возможно, и обладают более высокими показателями скорости, но именно из-за того, что ArcNet обеспечивает высокую доходимость данных, это позволяет нам не скидывать её со счетов. Важным преимуществом данного варианта является то, что используется метод доступа посредством передачи полномочий.

FDDI

Сетевые компьютерные технологии данного вида являются стандартизированными спецификациями архитектуры высокоскоростной передачи данных, использующей оптоволоконные линии. На FDDI значительным образом повлияли ArcNet и Token-Ring. Поэтому эту сетевую технологию можно рассматривать как усовершенствованный механизм передачи данных на основании имеющихся наработок. Кольцо этой сети может достигать в длину сто километров. Несмотря на значительное расстояние, максимальное количество абонентов, которые могут подключиться к ней, составляет только 500 узлов. Следует отметить, что FDDI считается высоконадежной благодаря наличию основного и резервного путей передачи данных. Добавляет ей популярность и возможность быстро передавать данные - примерно 100 Мбит/секунду.

Технический аспект

Рассмотрев, что собой представляют основы сетевых технологий, что используются, сейчас давайте уделим внимание тому, как же всё устроено. Первоначально следует отметить, что рассмотренные ранее варианты - это исключительно локальные средства соединения электронно-вычислительных машин. Но есть и глобальные сети. Всего их в мире около двух сотен. Как же работают современные сетевые технологии? Для этого давайте рассмотрим действующий принцип построения. Итак, есть ЭВМ, которые объединены в одну сеть. Условно они делятся на абонентские (основные) и вспомогательные. Первые занимаются всеми информационно-вычислительными работами. От них же зависит то, каковы будут ресурсы сети. Вспомогательные занимаются преобразованием информации и её передачей по каналам связи. Из-за того что им приходится обрабатывать значительное количество данных, серверы могут похвастаться повышенной мощностью. Но конечным получателем любой информации всё же являются обычные хост-ЭВМ, которые чаще всего представлены персональными компьютерами. Сетевые информационные технологии могут использовать такие типы серверов:

  1. Сетевой. Занимается передачей информации.
  2. Терминальный. Обеспечивает функционирование многопользовательской системы.
  3. Баз данных. Занимается обработкой запросов к БД в многопользовательских системах.

Сети коммутации каналов

Они создаются благодаря физическому соединению клиентов на то время, когда будут передаваться сообщения. Как это выглядит на практике? В таких случаях для отправки и получения информации от точки А до точки Б создаётся прямое соединение. Оно включает в себя каналы одного из множества (как правило) вариантов доставки сообщения. И созданное соединение для успешной передачи должно быть неизменным в течение всего сеанса. Но в таком случае проявляются довольно сильные недостатки. Так, приходится относительно долго ожидать соединения. Это сопровождается высокой стоимостью передачи данных и низким коэффициентом использования канала. Поэтому использование сетевых технологий данного типа не распространено.

Сети коммутации сообщений

В этом случае вся информация передаётся небольшими порциями. Прямое соединение в таких случаях не устанавливается. Передача данных осуществляется по первому же свободному из доступных каналов. И так до тех пор, пока сообщение не будет передано своему адресату. Сервера при этом постоянно занимаются приёмом информации, её сбором, проверкой и установлением маршрута. И в последующем сообщение передаётся далее. Из преимуществ необходимо отметить низкую цену передачи. Но в таком случае всё ещё существуют такие проблемы, как низкая скорость и невозможность осуществления диалога между ЭВМ в режиме реального времени.

Сети коммутации пакетов

Это самый совершенный и популярный на сегодняшний день способ. Развитие сетевых технологий привело к тому, что сейчас обмен информацией осуществляется посредством коротких пакетов информации фиксированной структуры. Что же они собой представляют? Пакеты - это части сообщений, что удовлетворяют определённому стандарту. Небольшая их длина позволяет предотвратить блокировку сети. Благодаря этому уменьшается очередь в узлах коммутации. Осуществляется быстрое соединение, поддерживается невысокий уровень ошибок, а также достигнуты значительные высоты в плане увеличения надежности и эффективности сети. Следует отметить и то, что существуют различные конфигурации этого подхода к построению. Так, если сеть обеспечивает коммутацию сообщений, пакетов и каналов, то она называется интегральной, то есть можно провести её декомпозицию. Часть ресурсов при этом может использоваться монопольно. Так, некоторые каналы могут применяться для того, чтобы передавать прямые сообщения. Они создаются на время передачи данных между разными сетями. Когда сеанс отправки информации заканчивается, то они распадаются на независимые магистральные каналы. При использовании пакетной технологии важным является настройка и согласование большого количества клиентов, линий связи, серверов и целого ряда иных устройств. В этом помогает установление правил, которые известны как протоколы. Они являются частью используемой сетевой операционной системы и реализуются на аппаратном и программном уровнях.

История появления вычислительных сетей напрямую связана с развитием компьютерной техники. Первые мощные компьютеры (т.н. Мэйнфреймы), занимали по объёму комнаты и целые здания. Порядок подготовки и обработки данных был очень сложен и трудоёмок. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр. Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день. Такой способ сетевого взаимодействия предполагал полностью централизованную обработку и хранение.

Мэйнфрейм - высокопроизводительный компьютер общего назначения со значительным объемом оперативной и внешней памяти, предназначенный для выполнения интенсивных вычислительных работ. Обычно с мэнфреймом работают множество пользователей, каждый из которых располагает лишьтерминалом , лишенным собственных вычислительных мощностей.

Терминал (от лат. terminalis - относящийся к концу)

Компьютерный терминал - устройство ввода/вывода, рабочее место на многопользовательскихЭВМ, монитор с клавиатурой. Примеры терминальных устройств: консоль, терминальный сервер, тонкий клиент, эмулятор терминала,telnet.

Хост (от англ.host- хозяин, принимающий гостей)- любое устройство, предоставляющее сервисы формата «клиент-сервер» в режиме сервера по каким-либо интерфейсам и уникально определённое на этих интерфейсах. В более частном случае под хостом могут понимать любой компьютер, сервер, подключенный к локальной или глобальной сети.

Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных )- система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило- различные виды электрических сигналов или электромагнитного излучения.

Для пользователей удобнее и эффективнее был бы интерактивный режим работы, при котором можно с терминала оперативно руководить процессом обработки своих данных. Но интересами пользователей на первых этапах развития вычислительных систем в значительной степени пренебрегали, поскольку пакетный режим - это самый эффективный режим использования вычислительной мощности, так как он позволяет выполнить в единицу времени больше пользовательских задач, чем любые другие режимы. К счастью эволюционные процессы не остановить, и вот в 60-х годах начали развиваться первые интерактивные много терминальные системы. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. И, хотя вычислительная мощность была централизованной, функции ввода и вывода данных стали распределёнными. Часто эту модель взаимодействия называют «терминал-хост» . Центральный компьютер должен работать под управлением операционной системы, поддерживающей такое взаимодействие, которое называетсяцентрализованным вычислением. Причём терминалы могли располагаться не только на территории вычислительного центра, но и быть рассредоточены по значительной территории предприятия. По сути это явилось прообразом первыхлокальных вычислительных сетей (ЛВС). Хотя такая машина полностью обеспечивает хранение данных и вычислительные возможности, подключение к ней удаленных терминалов не является сетевым взаимодействием, так как терминалы, являясь, по сути, периферийными устройствами, обеспечивают только преобразование формы информации, но не ее обработку.

Рисунок 1. Много терминальная система

Локальная вычислительная сеть (ЛВС), (локальная сеть, сленг. локалка; англ. Local AreaNetwork,LAN )- компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт)

Компьютер (англ. computer - «вычислитель»), ЭВМ (электронная вычислительная машина) - вычислительная машина для передачи, хранения и обработки информации.

Термин «компьютер» и аббревиатура «ЭВМ» (электронная вычислительная машина), принятая в СССР, являются синонимами. Однако, после появленияперсональных компьютеров, терминЭВМбыл практически вытеснен из бытового употребления.

Персональный компьютер, ПК (англ. personal computer, PC ), персональная ЭВМ- компьютер, предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросам большого количества людей. Созданный как вычислительная машина, компьютер, тем не менее, всё чаще используется как инструмент доступа в компьютерные сети.

В 1969 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надёжная система передачи информации. Агентство передовых исследовательских проектов (ARPA) предложило разработать для этого компьютерную сеть. Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэндфордскому исследовательскому центру, Университету штата Юта и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре. Первое испытание технологии произошло 29 октября 1969 года. Сеть состояла из двух терминалов, первый из которых находился в Калифорнийском университете, а второй на расстоянии 600 км от него - в Стэндфордском университете.

Компьютерная сеть была названаARPANET, в рамках проекта сеть объединила четыре указанных научных учреждения, все работы финансировались за счёт Министерства обороны США. Затем сетьARPANET начала активно расти и развиваться, её начали использовать учёные из разных областей науки.

В начале 70-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов - появились большие интегральные схемы (БИС). Их сравнительно невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию мини-ЭВМ (электронно-вычислительных машин), которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов. Мини-ЭВМ, или мини-компьютеры (не надо путать с современными мини-компьютерами) , выполняли задачи управления технологическим оборудованием, складом и другие задачи уровня подразделения предприятия. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры одной организации по-прежнему продолжали работать автономно.

Рисунок 2 . Автономное использование нескольких мини-компьютеров на одном предприятии

Именно в этот период, когда пользователи получили доступ к полноценным компьютерам, назрело решение объединения отдельных компьютеров для обмена данными с другими близко расположенными компьютерами. В каждом отдельном случае эту задачу решали по-своему. В результате появились первые локальные вычислительные сети.

Так как процесс творчества был спонтанным, да и не было единого решения по сопряжению двух и более компьютеров, то ни о каких сетевых стандартах не могло быть и речи.

А между тем к сети ARPANET в 1973 году были подключены первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной. Параллельно сARPANET стали появляться и развиваться другие сети университетов и предприятий.

В 1980 году было предложено связать вместе ARPANET и CSnet (Computer Science ResearchNetwork) через шлюз с использованием протоколовTCP/IP, чтобы все подмножества сетей CSnet располагали доступом к шлюзу вARPANET.Это событие, приведшее к соглашению относительно способа межсетевого общения между содружеством независимых вычислительных сетей, можно считать появлениемИнтернета в современном его понимании.

Рисунок 3 . Варианты подключения ПКв первыхЛВС

В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть - Ethernet,Arcnet,Token Ring,Token Bus, несколько позже -FDDI. Мощным стимулом для их развития послужилиперсональные компьютеры. Эти устройства стали идеальным решением для созданияЛВС. С одной стороны они имели достаточную мощность для обработки индивидуальных заданий, и в то же время явно нуждались в объединении своих вычислительных мощностей для решения сложных задач.

Все стандартные технологии локальных сетей опирались на тот же принцип коммутации, который был с успехом опробован и доказал свои преимущества при передаче трафика данных в глобальных компьютерных сетях - принцип коммутации пакетов .

Интернет(произносится как [интэрнэт]; англ. Internet , сокр. от Interconnected Networks -объединённые сети; сленг. инет, нет)- глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов. Служит физической основой дляВсемирной паутины (World Wide WEB) . Часто упоминается какВсемирная сеть, Глобальная сеть, либо простоСеть .

Стандартные сетевые технологии сделали задачу построения локальной сети почти тривиальной. Для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet , стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных систем, напримерNovell NetWare. После этого сеть начинала работать, и последующее присоединение каждого нового компьютера не вызывало никаких проблем - естественно, если на нем был установлен сетевой адаптер той же технологии.

Рисунок 4 . Подключение нескольких компьютеров по схеме « общая шина».

Сетевая плата , также известная как сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер,NIC(англ.networkinterface controller) - периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Операционная система, ОС(англ. operatingsystem)- базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Похожие публикации: