Тема 15. Компьютерные сети

1. Общие сведения и основные понятия компьютерных сетей

До появления компьютерных сетей передача данных между ЭВМ осуществлялась с помощью переносных носителей – перфокарт или дискет. С увеличением расстояния и ростом объема передаваемых данных возникла потребность в более удобном способе поддержания связи между вычислительными машинами. Создание компьютерных сетей было связано с необходимостью скоростного обмена большими объемами данных между удаленными пользователями. Предшественниками современных компьютерных сетей считаются сети терминалов, в которых к одной ЭВМ подключалось несколько рабочих мест, состоящих из монитора и клавиатуры. Передача данных по терминальным сетям ограничивалась, как правило, рамками одного предприятия или учреждения.

Начало работам по созданию современных компьютерных сетей было положено в 60-х годах в США, где была разработана общая концепция построения сетей, на базе которой в 70-х годах было создано несколько экспериментальных сетей, послуживших впоследствии основой для организации национальной компьютерной сети.

Компьютерная сеть –это совокупность соединенных между собой ЭВМ, компьютеров и периферийных устройств, обеспечивающих передачу и прием данных с помощью специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения.

Основные компоненты (слои) компьютерной сети:

– аппаратная составляющая – все типы компьютеров и ЭВМ, входящие в состав сети;

– коммуникационное оборудование – совокупность кабельных систем, коммутаторов, маршрутизаторов, концентраторов и др.;

– сетевая операционная система – программная платформа сети;

– сетевые приложения программные (сетевые базы данных, почтовые системы) и аппаратные(сетевой принтер, сетевой носитель данных).

Компьютерные сети реализуются по одноранговой и иерархические схеме. Одноранговая схема сетей отличаются тем, что каждый пользователь может предоставить остальным свои данные и получить доступ к данным другого пользователя (равный к равному).

Иерархическая схема относится к клиент-серверной сети, в которой
пользователи или клиенты обмениваются данными через сервер, управляющий процессом обмена информации. Обмен данными между клиентом и сервером происходит в режиме запросов и ответов. Клиент посылает запрос на сервер и ожидает ответ. Сервер, получив запрос, выполняет действия по поиску данных и отсылает ответ. В составе сети сервер может выполнять различные функции и иметь различные названия, например:

– сервер баз данныххранитиспользуемые в сети табличные данные;

– файл-сервервыступает хранилищем всевозможных данных;

– коммуникационный серверуправляет доступом к удаленным ресурсам и обеспечивает канал связи с глобальной сетью;

– веб-серверобеспечивает доступ к веб-страницам.

К основным понятиям компьютерных сетей относятся также следующие термины и определения.

Узел или «субъект связи»–один компьютер на линии связи. Компьютеры в узлах сети иногда называют хост-машинами.

Канал связи – средства обеспечения связи между узлами,состоящие из каналообразующей аппаратуры и среды передачи сигнала.

Cреда передачи данных – физическая среда, в которой происходит распространение электрических, оптических или радиосигналов, используемых для переноса данных между компьютерами. По типу используемой среды различают соединения кабельные (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель) и соединения беспроводные (радиоволны в воздушной или безвоздушной среде).

Сетевой трафик – поток данных, передаваемых по сети, имеющий полезную и служебную составляющие. Служебные данные делятся на стандартные уровни, с помощью которых организуется взаимодействие компьютеров.

Пропускная способность сети определяется количеством данных, проходящей через линию связи за единицу времени, за единицу измерения пропускной способности принимается бит/сек, кбит/сек, Мбит/сек и т.д.

Программа-сервер – специальная программа, предназначенная для обслуживания запросов на доступ к ресурсам данного компьютера.

Программа-клиент - специальная программа, предназначенная для формирования и отправки запросов на доступ к удаленным ресурсам, а также получения и отображения полученных данных на компьютере пользователя.

Сетевая служба - пара программных модулей «клиент - сервер», обеспечивающая совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например, к службам e-mail или www.