Классификация и архитектура информационно-вычислительных систем. (Лекция 8а) презентация

Классификация и архитектура информационно-вычислительных систем Задачи: хранения данных; обработки данных; организации доступа пользователей к данным. Показатели ИВС: Полнота выполняемых функций; Производительность; Пропускная способность; Надежность сети; Безопасность информации; Прозрачность сети; Расширяемость и масштабируемость; Универсальность.

Локальная сеть (ЛВС, LAN, Local Area Network). Региональная сеть (РВС, MAN, Metrolitan Area Network). Глобальная сеть (ГВС, WAN, Wide Area Network).

Наиболее распространенные топологии компьютерных сетей В зависимости от топологии соединений узлов сети могут быть: шинные (линейные, магистральные), кольцевые (петлевые), радиальные (звездообразные), иерархические, гибридные.

Среда передачи информации. Кабели на основе витых пар проводов (twisted pair), которые деляться на экранированные (shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP). Коаксиальные кабели (coaxial cable). Оптоволоконные кабели (fiber optic).

Бескабельные каналы связи Радиоканал. Передача в узком спектре (одночастотная передача); Передача в рассеянном спектре. Инфракрасный канал. Канал прямой видимости. Каналы на рассеянном излучении.

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. Увеличение срока службы. Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения. Возможность легкого расширения сети. Обеспечение более эффективного обслуживания. Надежность.

Типовое оборудование локальной сети Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) - это периферийное устройство компьютера, непосредственно взаимодействующее со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. Это устройство решает задачи надежного обмена двоичными данными, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, по внешним линиям связи.

функции: Оформление передаваемой информации в виде кадра определенного формата. Кадр включает несколько служебных полей, среди которых имеется адрес компьютера назначения и контрольная сумма кадра. Технологиями, использующими индивидуальные линии связи, являются 100VG-AnyLAN, ATM и коммутирующие модификации традиционных технологий - switching Ethernet, switching Token Ring и switching FDDI. При использовании индивидуальных линий связи в функции сетевого адаптера часто входит установление соединения с коммутатором сети. Кодирование последовательности бит кадра последовательностью электрических сигналов при передаче данных и декодирование при их приеме. Синхронизация битов, байтов и кадров. Сетевые адаптеры различаются по типу и разрядности используемой в компьютере внутренней шины данных - ISA, EISA, PCI, MCA. Сетевые адаптеры различаются также по типу принятой в сети сетевой технологии - Ethernet, Token Ring, FDDI и т.п. Трансивер (приемопередатчик, transmitter+receiver) - это часть сетевого адаптера, его оконечное устройство, выходящее на кабель.

Типовое оборудование локальной сети Основная функция повторителя (repeater), как это следует из его названия - повторение сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных портах (Ethernet) или на следующем в логическом кольце порте (Token Ring, FDDI) синхронно с сигналами-оригиналами. Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность. Многопортовый повторитель часто называют концентратором (hub, concentrator), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует в одном центральном устройстве функции объединения компьютеров в сеть. Практически во всех современных сетевых стандартах концентратор является необходимым элементом сети, соединяющим отдельные компьютеры в сеть.

Повторитель Ethernet синхронно повторяет биты кадра на всех своих портах

Логический сегмент, построенный с использованием концентраторов

Типовое оборудование локальной сети Мост (bridge), а также его быстродействующий функциональный аналог - коммутатор (switching hub), делит общую среду передачи данных на логические сегменты. При поступлении кадра на какой-либо из портов мост/коммутатор повторяет этот кадр, но не на всех портах, как это делает концентратор, а только на том порту, к которому подключен сегмент, содержащий компьютер-адресат. Разница между мостом и коммутатором состоит в том, что мост в каждый момент времени может осуществлять передачу кадров только между одной парой портов, а коммутатор одновременно поддерживает потоки данных между всеми своими портами. Другими словами, мост передает кадры последовательно, а коммутатор параллельно.

Типовое оборудование локальной сети Маршрутизатор (router) позволяет организовывать в сети избыточные связи, образующие петли. Он справляется с этой задачей за счет того, что принимает решение о передаче пакетов на основании более полной информации о графе связей в сети, чем мост или коммутатор. Маршрутизатор имеет в своем распоряжении базу топологической информации, которая говорит ему, например, о том, между какими подсетями общей сети имеются связи и в каком состоянии (работоспособном или нет) они находятся. Шлюз (gateway) - это устройство, выполняющее трансляцию протоколов. Шлюз размещается между взаимодействующими сетями и служит посредником, переводящим сообщения, поступающие из одной сети, в формат другой сети.

Соответствие функций коммуникационного оборудования модели OSI

Структура интерсети, построенной на основе маршрутизаторов M1, M2, ... , M7 - маршрутизаторы LAN1, LAN2, LAN3, WAN4, WAN5, LAN6 - уникальные номера сетей в едином формате L1, L2, ... - локальные номера узлов (дублируются, разный формат)

Типовое оборудование локальной сети

Магистральные средства и средства удаленного доступа Принято делить территориальные транспортные средства, используемые для построения корпоративной сети, на две большие категории: магистральные средства, средства удаленного доступа. Обычно в качестве магистральных средств используются цифровые выделенные каналы со скоростями от 2 Мб/с до 622 Мб/c, сети с коммутацией пакетов frame relay, АТМ, Х.25 или TCP/IP. В качестве транспортных средств удаленного доступа используются телефонные аналоговые сети, сети ISDN и реже - сети frame relay.

Сети

Сети