Курс лекции по компьютерным сетям

- Видеосервер, который в наибольшей степени приспособлен к обработке

изображений, снабжает пользователей видеоматериалами, обучающими

программами, видеоиграми, обеспечивает электронный маркетинг. Имеет

высокую производительность и большую память.

- Факс–сервер, обеспечивающий передачу и прием сообщений в стандартах

факсимильной связи.

- Сервер защиты данных, оснащенный широким набором средств обеспечения

безопасности данных и, в первую очередь, идентификации паролей.

5 Сетевые операционные системы

Сетевые операционные системы (Network Operating System – NOS) – это

комплекс программ, обеспечивающих в сети обработку, хранение и передачу

данных.

Для организации сети кроме аппаратных средств, необходима также

сетевая операционная система. Операционные системы сами по себе не могут

поддерживать сеть. Для дополнения какой-нибудь ОС сетевыми средствами

необходима процедура инсталляции сети.

Сетевая операционная система необходима для управления потоками

сообщений между рабочими станциями и файловым сервером. Она является

прикладной платформой, предоставляет разнообразные виды сетевых служб и

поддерживает работу прикладных процессов, реализуемых в сетях. NOS

используют архитектуру клиент–сервер или одноранговую архитектуру.

NOS определяет группу протоколов, обеспечивающих основные функции

сети. К ним относятся:

- адресация объектов сети;

- функционирование сетевых служб;

- обеспечение безопасности данных;

- управление сетью.

6 Сетевое программное обеспечение

Клиент для сетей обеспечивает связь с другими компьютерами и

серверами, а также доступ к файлам и принтерам.

Сетевая карта является устройством, физически соединяющим компьютер с

сетью. Для каждой сетевой карты устанавливаются свои драйверы, значение IRQ

(требования к прерыванию) и адреса ввода/вывода.

Протоколы используются для установления правил обмена информацией в

сетях.

Служба удаленного доступа позволяет делать файлы и принтеры доступными

для компьютеров в сети.

Применение многопользовательских версий прикладных программ резко

увеличивают производительность. Многие системы управления базами данных

позволяют нескольким рабочим станциям работать с общей базой данных.

Большинство деловых прикладных программ также являются

многопользовательскими.

7 Защита данных

Защита данных от несанкционированного доступа при работе в ЛВС

необходима по следующим причинам:

- Необходимость обеспечения гарантии от разрушений. При работе в сети

неопытных пользователей возможно уничтожение файлов и каталогов.

- Необходимость защиты конфиденциальности. Далеко не всегда есть желание,

чтобы частная информация была доступна всем;

- Необходимость защиты от мошенничества. Некоторые расчетные ведомости

несут в себе большие денежные суммы, и бывает, пользователи поддаются

искушению выписать чек на свое имя.

- Необходимость защиты от преднамеренных разрушений. В некоторых случаях

раздосадованный работник может испортить какую-нибудь информацию.

8 Использование паролей и ограничение доступа

Первый шаг к безопасности – это введение пароля. Каждому пользователю

ЛВС присваивается пароль – секретное слово, известное только этому

пользователю. При вводе пароля высвечиваются звездочки. Сетевая

операционная система хранит информацию по всем именам и паролям (в

закодированной форме), а также о правах доступа к директориям и другие

атрибуты пользователей.

Еще одна возможность защиты данных заключается в ограничении доступа к

определенным директориям или определенным серверам. Доступ к дискам рабочих

станций выбирается посредством вкладки Управление доступом в программе

Сетевое окружение. Доступ между серверами организуется посредством

установки доверительных отношений между серверами.

9 Типовой состав оборудования локальной сети

Фрагмент вычислительной сети включает основные типы коммуникационного

оборудования, применяемого сегодня для образования локальных сетей и

соединения их через глобальные связи друг с другом.

Для построения локальных связей между компьютерами используются

различные виды кабельных систем, сетевые адаптеры, концентраторы,

повторители. Для связей между сегментами локальной вычислительной сети

используются концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Для подключения локальных сетей к глобальным связям используются:

- специальные выходы (WAN–порты) мостов и маршрутизаторов;

- аппаратура передачи данных по длинным линиям – модемы (при работе по

аналоговым линиям);

- устройства подключения к цифровым каналам (TA – терминальные адаптеры

сетей ISDN, устройства обслуживания цифровых выделенных каналов типа

CSU/DSU и т.п.).

На рис. 5.1 приведен фрагмент вычислительной сети.

[pic]

Рис. 5.1 Фрагмент сети

Вопросы

1. Перечислить основные компоненты сети.

2. Как подразделяются компьютеры в сети?

3. Дать определение рабочей станции.

4. Чем отличается рабочая станция в сети от локального компьютера?

5. Что такое файловый сервер?

6. Какие бывают файловые серверы?

7. Какое назначение первичного контролера домена в сети7

8. Для чего используется вторичный контролера домена?

9. Что такое Proxy–сервер?

10. Какая информация хранится на сервере баз данных?

11. Достаточно ли одного сервера баз данных в сети с клиент–серверной

архитектурой?

12. Может ли сервер баз данных и Web–сервер размещаться на одном

компьютере?

13. Перечислить сетевое программное обеспечение рабочей станции.

14. Какое назначение СОС?

15. Перечислить наиболее известные сетевые операционные системы.

16. Чем различаются типы сетевых адаптеров?

17. Какую технологию поддерживают последние типы сетевых адаптеров?

18. Что такое сетевая операционная система?

19. Перечислить сетевое программное обеспечение и его назначение.

20. Для чего используется защита данных?

21. Что дает использование паролей и ограничение доступа?

22. Перечислить основные функции сетевых протоколов.

23. Для какой цели используется Web–сервер?

24. Какой сервер необходим для подключения к сети Internet?

25. Какое сетевое оборудование используется для связи между сегментами ЛВС?

Физическая среда передачи данных

Физическая среда является основой, на которой строятся физические

средства соединения. Сопряжение с физическими средствами соединения

посредством физической среды обеспечивает Физический уровень. В качестве

физической среды широко используются эфир, металлы, оптическое стекло и

кварц. На физическом уровне находится носитель, по которому передаются

данные. Среда передачи данных может включать как кабельные, так и

беспроводные технологии. Хотя физические кабели являются наиболее

распространенными носителями для сетевых коммуникаций, беспроводные

технологии все более внедряются благодаря их способности связывать

глобальные сети.

На физическом уровне для физических кабелей определяются механические

и электрические (оптические) свойства среды передачи, которые включают:

- тип кабелей и разъемов;

- разводку контактов в разъемах;

- схему кодирования сигналов для значений 0 и 1.

Канальный уровень определяет доступ к среде и управление передачей

посредством процедуры передачи данных по каналу. В локальных сетях

протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами,

коммутаторами и маршрутизаторами. В компьютерах функции канального уровня

реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов.

1 Кабели связи, линии связи, каналы связи

Для организации связи в сетях используются следующие понятия:

- кабели связи;

- линии связи;

- каналы связи.

Кабель связи — это длинномерное изделие электротехнической

промышленности. Из кабелей связи и других элементов (монтаж, крепеж, кожухи

и т.д.) строят линии связи. Прокладка линии внутри здания задача достаточно

серьезная. Длина линий связи колеблется от десятков метров до десятков

тысяч километров. В любую более-менее серьезную линию связи кроме кабелей

входят: траншеи, колодцы, муфты, переходы через реки, море и океаны, а

также грозозащита (равно как и другие виды защиты) линий. Очень сложны

охрана, эксплуатация, ремонт линий связи; содержание кабелей связи под

избыточным давлением, профилактика (в снег, дождь, на ветру, в траншее и в

колодце, в реке и на дне моря). Большую сложность представляют собой

юридические вопросы, включающие согласование прокладки линий связи,

особенно в городе. Вот чем линия (связи) отличается от кабеля. Называть

кабель связи линией — все равно что асфальт, еще в кузове самосвала,

именовать готовой автострадой. Разница примерно такая же.

По уже построенным линиям организуют каналы связи. Причем если линию,

как правило, строят и сдают сразу всю, то каналы связи вводят постепенно.

Уже по линии можно дать связь, но такое использование крайне дорогостоящих

сооружений очень неэффективно. Поэтому применяют аппаратуру

каналообразования (или, как раньше говорили, уплотнение линии). По каждой

электрической цепи, состоящей из двух проводов, обеспечивают связь не одной

паре абонентов (или компьютеров), а сотням или тысячам: по одной

коаксиальной паре в междугородном кабеле может быть образовано до 10800

каналов тональной частоты (0,3 – 3,4 КГц) или почти столько же цифровых, с

пропускной способностью 64 Кбит/с.

При наличии кабелей связи создаются линии связи, а уже по линиям связи

создаются каналы связи. Линии связи и каналы связи заводятся на узлы связи.

Линии, каналы и узлы образуют первичные сети связи.

2 Типы кабелей и структурированные кабельные системы

В качестве среды передачи данных используются различные виды кабелей:

коаксиальный кабель, кабель на основе экранированной и неэкранированной

витой пары и оптоволоконный кабель. Наиболее популярным видом среды

передачи данных на небольшие расстояния (до 100 м) становится

неэкранированная витая пара, которая включена практически во все

современные стандарты и технологии локальных сетей и обеспечивает

пропускную способность до 100 Мб/с (на кабелях категории 5). Оптоволоконный

кабель широко применяется как для построения локальных связей, так и для

образования магистралей глобальных сетей. Оптоволоконный кабель может

обеспечить очень высокую пропускную способность канала (до нескольких Гб/с)

и передачу на значительные расстояния (до нескольких десятков километров

без промежуточного усиления сигнала).

В качестве среды передачи данных в вычислительных сетях используются

также электромагнитные волны различных частот – КВ, УКВ, СВЧ. Однако пока в

локальных сетях радиосвязь используется только в тех случаях, когда

оказывается невозможной прокладка кабеля, например, в зданиях. Это

объясняется недостаточной надежностью сетевых технологий, построенных на

использовании электромагнитного излучения. Для построения глобальных

каналов этот вид среды передачи данных используется шире – на нем построены

спутниковые каналы связи и наземные радиорелейные каналы, работающие в

зонах прямой видимости в СВЧ диапазонах.

Очень важно правильно построить фундамент сети – кабельную систему. В

последнее время в качестве такой надежной основы все чаще используется

структурированная кабельная система.

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System – SCS)

– это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов,

кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования,

которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей

в вычислительных сетях.

Преимущества структурированной кабельной системы.

- Универсальность. Структурированная кабельная система при продуманной

организации может стать единой средой для передачи компьютерных данных в

локальной вычислительной сети.

- Увеличение срока службы. Срок старения хорошо структурированной кабельной

системы может составлять 8-10 лет.

- Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест

размещения. Стоимость кабельной системы в основном определяется не

стоимостью кабеля, а стоимостью работ по его прокладке.

- Возможность легкого расширения сети. Структурированная кабельная система

является модульной, поэтому ее легко наращивать, позволяя легко и ценой

малых затрат переходить на более совершенное оборудование,

удовлетворяющее растущим требованиям к системам коммуникаций.

- Обеспечение более эффективного обслуживания. Структурированная кабельная

система облегчает обслуживание и поиск неисправностей.

- Надежность. Структурированная кабельная система имеет повышенную

надежность, поскольку обычно производство всех ее компонентов и

техническое сопровождение осуществляется одной фирмой-производителем.

3 Кабельные системы

Выделяют два больших класса кабелей: электрические и оптические,

которые принципиально различаются по способу передачи по ним сигнала.

Отличительная особенность оптоволоконных систем – высокая стоимость

как самого кабеля (по сравнению с медным), так и специализированных

установочных элементов (розеток, разъемов, соединителей и т. п.). Правда,

главный вклад в стоимость сети вносит цена активного сетевого оборудования

для оптоволоконных сетей.

Оптоволоконные сети применяются для горизонтальных высокоскоростных

каналов, а также все чаще стали применяться для вертикальных каналов связи

(межэтажных соединений).

Оптоволоконные кабели в будущем смогут составить реальную конкуренцию

медным высокочастотным, поскольку стоимость производства медных кабелей

снижаться не будет, ведь для него нужна очень чистая медь, запасов которой

на земле гораздо меньше, чем кварцевого песка, из которого производят

оптоволокно.

Основные поставщики оптоволоконного кабеля для России – Mohawk/CDT,

Lucent Technologies и AMP.

4 Типы кабелей

Существует несколько различных типов кабелей, используемых в

современных сетях. Ниже приведены наиболее часто используемые типы кабелей.

Множество разновидностей медных кабелей составляют класс электрических

кабелей, используемых как для прокладки телефонных сетей, так и для

инсталляции ЛВС. По внутреннему строению различают кабели на витой паре и

коаксиальные кабели.

Кабель типа «витая пара» (twisted pair)

Витой парой называется кабель, в котором изолированная пара

проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины.

Скручивание проводов уменьшает электрические помехи извне при

распространении сигналов по кабелю, а экранированные витые пары еще более

увеличивают степень помехозащищенности сигналов.

Кабель типа «витая пара» используется во многих сетевых технологиях,

включая Ethernet, ARCNet и IBM Token Ring.

Кабели на витой паре подразделяются на: неэкранированные (UTP –

Unshielded Twisted Pair) и экранированные медные кабели. Последние

подразделяются на две разновидности: с экранированием каждой пары и общим

экраном (STP – Shielded Twisted Pair) и с одним только общим экраном (FTP –

Foiled Twisted Pair). Наличие или отсутствие экрана у кабеля вовсе не

означает наличия или отсутствия защиты передаваемых данных, а говорит лишь

о различных подходах к подавлению помех. Отсутствие экрана делает

неэкранированные кабели более гибкими и устойчивыми к изломам. Кроме того,

они не требуют дорогостоящего контура заземления для эксплуатации в

нормальном режиме, как экранированные. Неэкранированные кабели идеально

подходят для прокладки в помещениях внутри офисов, а экранированные лучше

использовать для установки в местах с особыми условиями эксплуатации,

например, рядом с очень сильными источниками электромагнитных излучений,

которых в офисах обычно нет.

Кабели классифицируются по категории, указанным в таблице 6.1.

Основанием для отнесения кабеля к одной из категорий служит максимальная

частота передаваемого по нему сигнала.

Таблица 6.1

|Категория |Частота передаваемого |

| |сигнала, (МГц) |

|3 |16 |

|4 |20 |

|5 |100 |

|5+ |300 |

|6 |200 |

|7 |600 |

Коаксиальные кабели

Коаксиальные кабели используются в радио и телевизионной аппаратуре.

Коаксиальные кабели могут передавать данные со скоростью 10 Мбит/с на

максимальное расстояние от 185 до 500 метров. Они разделяются на толстые и

тонкие в зависимости от толщины. Типы коаксиальных кабелей приведены в

таблице 6.2.

Таблица 6.1

|Тип |Название, значение сопротивления |

|RG-8 и RG-11 |Thicknet, 50 Ом |

|RG-58/U |Thinnet, 50 Ом, сплошной центральный медный|

| |проводник |

|RG-58 А/U |Thinnet, 50 Ом, центральный многожильный |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18