тема 3.1 - Компьютерная сеть

Общая характеристика компьютерных сетей
Компьютерная сеть – это способ электронного взаимодействия двух и более компьютеров через среду передачу данных с целью приема и передачи информации.
Ее назначение – обеспечение совместного доступа к общим ресурсам: аппаратным, программным и информационным.

Общая характеристика компьютерных сетей
Компьютер, имеющий доступ к совместно используемым ресурсам, называется клиентом.
Рабочая группа – это несколько компьютеров, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, в число которых включен выделенный сервер.
Сервер (host-компьютер) – достаточно мощный компьютер, на котором располагаются все совместно используемые ресурсы и специальное программное обеспечение для управления доступом ко всей сети.

Классификация компьютерных сетей
Разделение компьютерных сетей по признаку территориального размещения:
LAN - локальные сети
(Local Area Networks);
MAN - городские сети
(Metropolitan Area Networks);
WAN - глобальные сети
(Wide Area Networks).

Локальные сети
Локальная сеть (ЛС) - несколько компьютеров, подключенных друг к другу и сосредоточенных на небольшом пространстве (комната, помещение, здание, группа зданий).
В качестве передающей среды используются используются коаксиальные кабели. Высокая скорость обмена - от 1 Мбит/с до 100 Мбит/с.

Городские сети
Городские сети охватывают группу зданий и реализуются на оптоволоконных или широкополосных кабелях. По своим характеристикам они являются промежуточными между локальными и глобальными сетями.

Глобальные сети
Глобальные сети - сеть компьютеров, удаленных на значительные расстояния (например, сеть Internet).
В качестве передающей среды используются аналоговые или цифровые проводные каналы, а также спутниковые каналы связи (обычно для связи между континентами).

Классификация компьютерных сетей
Разделение по модели взаимодействия сетевых устройств:
Одноранговые (одноуровневые) сети;
Иерархические (сети с выделенным сервером).
По сфере функционирования (банковские сети, сети научных учреждений, университетские сети).
По форме функционирования (коммерческие сети и бесплатные сети, корпоративные и сети общего пользования).
По характеру реализуемых функций (вычислительные, информационные, смешанные).

Топология сети
Топология определяет геометрическое размещение (конфигурацию) узлов сети и способ соединений между ними в среде передачи данных.
3 базовых вида топологии сети:
«шина», «звезда», «кольцо».

Шинная топология
В шинной (линейной) топологии все компьютеры подключены к одному общему кабелю, называемому шиной или магистралью.
(+) распространенность и популярность, низкая стоимость, высокая гибкость и скорость передачи данных, легкость расширения сети;
(–) уязвимость в отношении физических повреждений кабеля, т.к. место неисправности трудно обнаружить.

Шинная топология
В шинной (линейной)
топологии все
компьютеры подключены
к одному общему кабелю,
называемому шиной или магистралью.
(+) распространенность и популярность, низкая стоимость, высокая гибкость и скорость передачи данных, легкость расширения сети;
(–) уязвимость в отношении физических повреждений кабеля, т.к. место неисправности трудно обнаружить.

Кольцевая топология
кольцевая, когда все узлы
сети подключаются к одному
замкнутому кольцевому каналу.
Информация по кольцу может передаваться только в одном направлении и все подключенные ЭВМ могут участвовать в ее приеме и передаче.
(+) простота реализации устройств,
(–) низкая надежность.

Топология «звезда»
звездообразная, когда
все узлы сети подключаются
к одному центральному узлу, называемому хостом или хабом.
(+) высокий уровень защиты данных в центральном узле, упрощение поиска по локализации неисправности.
(–) значительное потребление кабеля.

Уровни взаимодействия компьютеров

Физический уровень
Физический уровень (Physical Layer) -уровень управления передающей средой. Средой может быть “витая пара”, оптоволокно, коаксиальный кабель, радиоканал, аналоговый телефонный канал и т.д., каждая такая среда определяет свои правила общения с ней.

Канальный уровень
Канальный уровень (Data Link Layer) управляет передачей данных по каналу связи.
Основные функции: разбиение передаваемых данных на порции, называемые кадрами,
выделение данных из потока бит, передаваемых на физическом уровне, для обработки на сетевом уровне,
- обнаружение ошибок передачи;
- восстановление неправильно переданных данных.

Сетевой уровень
Сетевой уровень (Network Layer) управляет сетью, связью в сети между машинами, здесь решается проблема адресации и маршрутизации данных.

Транспортный уровень
Транспортный уровень (Transport Layer) обеспечивает надежную передачу (транспортировку) данных между компьютерными системами сети для вышележащих уровней. Здесь решаются проблемы управлением передачи данных и связанные с этим задачи: локализации и обработки ошибок, и непосредственно передачи данных.

Сеансовый уровень
Сеансовый уровень (Session Layer) обеспечивает взаимодействие программ. При этом решаются проблемы синхронизации передачи данных, подтверждение/установка паролей и т.д.

Представительский уровень
Уровень представления данных (Presentation Layer) решает проблему с представлением данных.
Основные функции:
- преобразование кодов данных,
- их шифровка/расшифровка,
- сжатие передаваемых данных.