Компьютерные сети. Сети ЭВМ и протоколы передачи информации. Язык гипертекстовой разметки

Глава 2. Компьютерные сети.

§2.1.  Сети ЭВМ и протоколы передачи информации.

Компьютерную сеть можно определить как совокупность средств, обеспечивающих передачу информации между компьютерами.

2.1.1. Физическая структура сети.

Под физической структурой сети понимается пространственное расположение узлов и линий связи.

1. Среда передачи.

Среда передачи обеспечивает физическое прохождение сигнала, который может быть представлен электрическим током, напряжением, электромагнитной или световой волной.

Кабели на основе витых пар проводов (twisted pair) — используются обычно для подключения конечных пользователей. Характерная пропускная способность 100 Мбит/c. Дальность: десятки метров, иногда сотни. Физический принцип: передача сигнала в виде электрического тока.

Коаксиальные кабели (coaxial cable) — вытеснены витыми парами, за исключением передачи телевизионных сигналов.

Оптоволоконные кабели (fiber optic) — используются для магистральных линий передачи. Пропускная способность от 1 Гбит/c. Дальность — километры.

Бескабельные каналы связи (радио), например, WiFi, а также спутниковые.

2. Аппаратные средства.

Аппаратные средства можно разделить на устройства, работающие на стороне конечного пользователя: сетевые карты (адаптеры), модемы, и на устройства, обеспечивающие работу сети — будут рассмотрены в разделе «функциональные элементы».

3. Топологии.

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи.

Базовые конфигурации.

Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам.

Рис. 10. Топология «шина».

Звезда (star) — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи.

Рис. 11. Топология «звезда».

Кольцо (ring) — каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, при этом цепочка замкнута в кольцо.

Рис. 12. Топология «кольцо».

Реальные сети, как правило, имеют комбинированную топологию.

2.1.2. Архитектура сетей.

1. Виды сетей.

Очевидный критерий деления сетей на глобальные и локальные – по размеру. Другой критерий структурный, определяющий, что глобальная сеть является объединением локальных. Но, возможно, даже более важный критерий – по способу управления.

Локальные – централизованное администрирование.

Глобальные – распределенное управление.

Англоязычные термины: LAN, Local Area Network; WAN, Wide Area Network; GAN, Global Area Network.

2. Эталонная модель OSI.

Наибольшее распространение получила в настоящее время так называемая эталонная модель обмена информацией открытой системы OSI (Open System Interchange). Под термином открытая система в данном случае понимается система, имеющая возможность взаимодействия с другими системами различной архитектуры.

Модель OSI была предложена Международной организацией стандартов ISO (International Standards Organization) в 1979 году (или International Organization for Standartization – isos). Как и любая универсальная модель, модель OSI довольно громоздка, избыточна и не слишком гибка, поэтому реальные сетевые средства, предлагаемые различными фирмами, не обязательно придерживаются принятого разделения функций. Тем не менее, модель OSI полезна в качестве эталона.

Данная модель выделяет семь иерархический уровней взаимодействия.

Прикладной уровень (Application), или уровень приложений, обеспечивает услуги конечному пользователю. К этому уровню относятся, например, программные средства передачи файлов, доступа к базам данных, средства электронной почты. Этот уровень управляет остальными шестью уровнями.

Представительский уровень (Presentation), или уровень представления данных, определяет и преобразует форматы данных и их синтаксис в форму, удобную для передачи по сети. Здесь же выполняется шифрование и дешифрирование данных, а при необходимости – сжатие.

Сеансовый уровень (Session) управляет проведением сеансов связи (то есть устанавливает, поддерживает и прекращает связь). Этот же уровень распознает логические имена абонентов, контролирует предоставленные им права доступа. В программном интерфейсе ОС этот уровень представлен сокетами.

Транспортный уровень (Transport) обеспечивает доставку пакетов без ошибок и потерь, в нужной последовательности. Здесь же производится разбивка передаваемых данных на блоки, помещаемые в пакеты, и восстановление принимаемых данных.

Сетевой уровень (Network) отвечает за адресацию пакетов и перевод логических имен в физические сетевые адреса (и обратно), а также за выбор маршрута, по которому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов).

Канальный уровень, или уровень управления линией передачи (Data link), отвечает за формирование пакетов стандартного вида, включающих начальное и конечное управляющие поля. Здесь же производится управление доступом к сети, обнаруживаются ошибки передачи и производится повторная пересылка приемнику ошибочных пакетов.