3

Зміст

Вступ

Багатошарова модель мережі

Основні програмні і апаратні компоненти мережі

Мережеві служби і операційна система

Цифрові мережі з інтегральними послугами

Система доменних імен DNS

Використання мереж на підприємстві

Висновок

Вступ

Сучасне людське суспільство живе в період, що характеризується небувалим зростанням об'єму інформаційних потоків. Це відноситься як до економіки, так і до соціальної сфери. Ринкові стосунки пред'являють підвищені вимоги до своєчасності, достовірності, облиште інформації.

Вживання сучасних електронних обчислювальних машин дає можливість перекласти трудомісткі операції на автоматичні або автоматизовані пристрої, які можуть працювати з швидкістю, що перевищує швидкість обробки інформації людиною в мільйони разів.

Використання ЕОМ наводить до корінної перебудови технології виробництва практично у всіх галузях промисловості, комерційній і фінансово-кредитній діяльності і, як наслідок, до підвищення продуктивності і поліпшення умов праці людей. Саме тому сучасний фахівець повинен володіти теоретичними знаннями в області інформатики і практичними навиками використання обчислювальної техніки, техніка зв'язку і інших засобів управління.

Розширення локально-обчислювальних мереж і подовження ліній зв'язку привело до необхідності створення глобальних мереж, до складу яких входять локальні, регіональні мережі і окремі ПК. Для з'єднання ПК і мереж в глобальній мережі використовуються спеціальні лінії зв'язку: волоконо-антічні, телефонні, супутникові і так далі Швидкість передачі в таких лініях залежить від якості всіх складових. Найбільш масовим каналом передачі даних є телефонні лінії.

Об'єднання великого числа локально-обчислювальних мереж привело у результаті до створення усесвітньої комп'ютерної мережі - Інтернет.

Багатошарова модель мережі

Навіть в результаті достатнього поверхневого розгляду роботи в мережі стає ясно, що обчислювальна мережа - це складний комплекс взаємозв'язаних і погоджено функціонуючих програмних і апаратних компонентів.

Вивчення мережі в цілому припускає знання принципів роботи її окремих елементів:

- комп'ютерів;

- комунікаційного устаткування;

- операційних систем;

- мережевих додатків.

Весь комплекс програмно-апаратних засобів мережі може бути описаний багатошаровою моделлю. У основі будь-якої мережі лежить апаратний шар стандартізованних комп'ютерних платформ. В даний час в мережах широко і успішно застосовуються комп'ютери різних класів - від персональних комп'ютерів до мейнфреймів і СУПЕРЕОМ.

Набір комп'ютерів в мережі повинен відповідати набору різноманітних завдань, що вирішуються мережею. Другий шар - це комунікаційне устаткування. Хоча комп'ютери і є центральними елементами обробки даних в мережах, останнім часом не менш важливу роль стали грати комунікаційні пристрої.

Кабельні системи, повторітелі, мости, комутатори, маршрутизатори і модульні концентратори з допоміжних компонентів мережі перетворилися на основні разом з комп'ютерами і системним програмним забезпеченням як по впливу на характеристики мережі, так і за вартістю.

Сьогодні комунікаційний пристрій може бути складним спеціалізованим мультипроцесором, який потрібно конфігурувати, оптимізувати і адмініструвати. Вивчення принципів роботи комунікаційного устаткування вимагає знайомства з великою кількістю протоколів, використовуваних як в локальних, так і глобальних мережах.

Третім шаром, створюю чим програмну платформу мережі, є операціонні системи (ОС). Від того, які концепції управління локальними і розподіленими ресурсами покладені в основу мережевої ОС, залежить ефективність роботи всієї мережі.

При проектуванні мережі важливо враховувати, наскільки просто дана операційна система може взаємодіяти з іншими ОС мережі, наскільки вона забезпечує безпеку і захищеність даних, до якого ступеня вона дозволяє нарощувати число користувачів, чи можна перенести її на комп'ютер іншого типа і багато інших міркувань. Самим верхнім шаром мережевих засобів є різні мережеві додатки, такі як мережеві бази даних, поштові системи, засоби архівації даних, системи автоматизації колективної роботи і ін. Дуже важливо представляти діапазон можливостей, що надаються додатками для різних областей застосування, а також знати, наскільки вони сумісні з іншими мережевими додатками і операційними системами.

Основні програмні і апаратні компоненти мережі

Обчислювальна мережа - це багатошаровий комплекс взаємозв'язаних і погоджено функціонуючих програмних і апаратних компонентів: комп'ютерів, комунікаційного устаткування, операційних систем, мережевих додатків.

- Для кінцевого користувача мережа є, перш за все, набором мережевих служб, що забезпечують йому сумісне з іншими користувачами мережі використання мережевих ресурсів. Основні служби - файлова служба і служба друку - зазвичай надаються мережевій ОС, а допоміжні, наприклад служба баз даних, факсу або передачі голосу, - системними мережевими додатками.

- Найважливішою властивістю мережевої служби є її прозорість.

- Телекомунікаційна мережа в загальному випадку складається з наступних компонентів: мережі доступу (access network), магістралі (backbone), інформаційних центрів (data centers).

- Мережа доступу призначена для концентрації інформаційних потоків, що поступають по численних каналах зв'язку від устаткування користувачів, в порівняно невеликій кількості вузлів магістральної мережі.

- Магістральна мережа об'єднує окремі мережі доступу, виконуючи функції транзиту трафіку між ними по високошвидкісних каналах.

- Інформаційні центри - це власні інформаційні ресурси мережі, на основі яких здійснюється обслуговування користувачів.

Мережеві служби і операційна система

Для кінцевого користувача мережа - це не комп'ютери, кабелі і концентратори і навіть не інформаційні потоки, для нього мережа - це, перш за все, той набір мережевих служб, за допомогою яких він дістає можливість переглянути список наявних в мережі комп'ютерів, прочитати видалений файл, роздрукувати документ на «чужому» принтері або послати поштове повідомлення. Саме сукупність можливостей, що надаються, - наскільки широкий їх вибір, наскільки вони зручні, надійні і безпечні - визначає для користувача зовнішність тієї або іншої мережі.

Окрім власне обміну даними, мережеві служби повинні вирішувати та інші, більш специфічні завдання, наприклад завдання, що породжуються розподіленою обробкою даних.

До таких завдань відноситься забезпечення несуперечності декількох копій даних, розміщених на різних машинах (служба реплікації), або організація виконання одного завдання паралельно на декількох машинах мережі (служба виклику видалених процедур).

Серед мережевих служб можна виділити адміністративні, тобто такі, які в основному орієнтовані не на простого користувача, а на адміністратора і служать для організації правильної роботи мережі в цілому.

Служба адміністрування облікових записів про користувачів, яка дозволяє адміністраторові вести загальну базу даних про користувачів мережі, система моніторингу мережі, що дозволяє захоплювати і аналізувати мережевий трафік, служба безпеки, у функції якої може входити серед іншого виконання процедури логічного входу з подальшою перевіркою пароля, - все це приклади адміністративних служб.

Реалізація мережевих служб здійснюється програмними засобами. Основні служби - файлова служба і служба друку - зазвичай надаються мережевою операційною системою, а допоміжні, наприклад служба баз даних, факсу або передачі голосу, - системними мережевими додатками, або утилітами, що працюють в тісному контакті з мережевою ОС.

Взагалі кажучи, розподіл служб між ОС і утилітами достатньо умовно і міняється в конкретних реалізаціях ОС.

При розробці мережевих служб доводиться вирішувати проблеми, які властиві будь-яким розподіленим додаткам: визначення протоколу взаємодії між клієнтською і серверною частинами, розподіл функцій між ними, вибір схеми адресації додатків і ін.

Одним з головних показників якості мережевої служби є її зручність. Для одного і того ж ресурсу може бути розроблені декілька служб, по-різному вирішальних загалом одне і те ж завдання. Відмінності можуть полягати в продуктивності або рівні зручності послуг, що надаються.

Цифрові мережі з інтегральними послугами

Цифрові мережі з інтегральними послугами (ISDN) розроблені для об'єднання в одній мережі різних транспортних і прикладних служб. ISDN надає своїм абонентам послуги виділених каналів, комутованих каналів, а також комутації пакетів і кадрів (frame relay).

Інтерфейс UNI надається користувачам ISDN в двох видах - BRI і PRI. Інтерфейс BRI призначений для масового користувача і побудований по схемі 2B+D. Інтерфейс PRI має два різновиди - північноамериканську 23B+D і європейську 30B+D. Канали типа D утворюють мережу з комутацією пакетів, що виконує двояку роль в мережі ISDN: по-перше, передачу запиту на встановлення комутованого каналу типу В з іншим абонентом мережі, по-друге, обмін пакетами Х.25 з абонентами мережі ISDN або зовнішній мережі Х.25, сполученій з мережею ISDN. Цифрове абонентське закінчення DSL мережі ISDN для інтерфейсу BRI є 2-дротяним кабелем з максимальною довжиною 5,5 км. Побудова глобальних зв'язків на основі мереж ISDN в корпоративній мережі обмежена в основному організацією видаленого доступу і об'єднанням невеликих локальних мереж на підставі служби комутації каналів. Служба комутації пакетів по каналу типа D реалізується рідко - це пов'язано з його невисокою швидкістю, яка зазвичай складає не більше 9600 бит/с. Тому мережі ISDN використовуються так само, як і аналогові телефонні мережі, тільки швидкісніші і надійніші.

Система доменних імен DNS

Відповідність між доменними іменами і IP-адресами може встановлюватися як засобами локального хоста, так і засобами централізованої служби. На ранньому етапі розвитку Інтернету на кожному хосте уручну створювався текстовий файл з відомим ім'ям hosts.txt.

Цей файл складався з деякої кількості рядків, кожна з яких містила одну пару «IP-адреса - доменне ім'я», наприклад 102.54.94.97 - rhino.acme.com.

У міру зростання Інтернету файли hosts також росли, і створення рішення, що масштабується, для дозволу імен вийшло на перший план.

Таким рішенням стала спеціальна служба - система доменних імен (Domain Name System, DNS). DNS - це централізована служба, заснована на розподіленій базі відображень «доменне ім'я - IP-адреса». Служба DNS використовує в своїй роботі протокол типу «клієнт-сервер». У нім визначені DNS-сервери і DNS-клієнти.

DNS-сервери підтримують розподілену базу відображень, а DNS-клієнти звертаються до серверів із запитами про дозвіл доменного імені в IP-адресу.

Служба DNS використовує текстові файли майже такого формату, як і файл hosts, і ці файли адміністратор також готує уручну. Проте служба DNS спирається на ієрархію доменів, і кожен сервер служби DNS зберігає тільки частину імен мережі, а не всі імена, як це відбувається при використанні файлів hosts.

При зростанні кількості вузлів в мережі проблема масштабування вирішується створенням нових доменів і піддоменів імен і додаванням в службу DNS нових серверів.

Для кожного домена імен створюється свій DNS-сервер. Є дві системи розподілу імен на серверах. У першому випадку сервер може зберігати відображення «доменне ім'я - IP-адреса» для всього домена, включаючи всі його піддомени. Проте таке рішення виявляється таким, що погано масштабується, оскільки при додаванні нових піддоменів навантаження на цей сервер може перевищити його можливості. Частіше використовується інший підхід, коли сервер домена зберігає тільки імена, які закінчуються на наступному нижче рівні ієрархії в порівнянні з ім'ям домена. (Аналогічно каталогу файлової системи, який містить записи про файли і підкаталоги, безпосередньо в нього що «входять».) Саме при такій організації служби DNS навантаження по дозволу імен розподіляється більш-менш рівномірно між всіма DNS-серверами мережі. Наприклад, в першому випадку DNS-сервер домена mmt.ru зберігатиме відображення для всіх імен, що закінчуються на mmt.ru: www1.zil.mmt.ru, ftp.zil.mmt.ru, mail.mmt.ru і т.д. В другому випадку цей сервер зберігає відображення тільки імен типу mail.mmt.ru, www.mmt.ru, а решта всіх відображень повинна зберігатися на DNS-сервері піддомена zil.

Кожен DNS-сервер окрім таблиці відображень імен містить посилання на DNS-сервери своїх піддоменів. Ці посилання зв'язують окремі DNS-сервери в єдину службу DNS. Посилання є IP-адреси відповідних серверів.

Використання мереж на підприємстві

Питання про те, що дає підприємству використання мереж, природним чином породжує інші питання: у яких випадках розгортання на підприємстві обчислювальних мереж переважно використання автономних комп'ютерів або багатомашинних систем? Які нові можливості з'являються на підприємстві з появою там обчислювальної мережі? І нарешті, чи завжди підприємству потрібна мережа? Якщо не вдаватися зокрема, то кінцевою метою використання комп'ютерних мереж на підприємстві є підвищення ефективності його роботи, яке може виражатися, наприклад, в збільшенні прибутку підприємства. Дійсно, якщо завдяки комп'ютеризації знизилися витрати на виробництво вже існуючого продукту, скоротилися терміни розробки нової моделі або прискорилося обслуговування замовлень споживачів - це означає, що даному підприємству дійсно потрібна була мережа. Концептуальною перевагою мереж, яка витікає з їх приналежності до розподілених систем, перед автономно працюючими комп'ютерами є їх здатність виконувати паралельні обчислення. За рахунок цього в системі з декількома оброблювальними вузлами в принципі може бути досягнута продуктивність, що перевищує максимально можливу на даний момент продуктивність будь-якого окремого, скільки завгодно могутнього процесора. Розподілені системи потенційно мають краще співвідношення продуктивність-вартість, чим централізовані системи. Ще одна очевидна і важлива гідність розподілених систем - це їх принципово вища відмовостійкість. Під відмовостійкістю розуміється здатність системи виконувати свої функції (можливо, не в повному об'ємі) при відмовах окремих елементів апаратури і неповної доступності даних. Основою підвищеної відмовостійкості розподілених систем є надмірність. Надмірність оброблювальних вузлів (процесорів в багатопроцесорних системах або комп'ютерів в мережах) дозволяє при відмові одного вузла перепризначувати приписані йому завдання на інші вузли. З цією метою в розподіленій системі можуть бути передбачені процедури динамічною або статичною реконфігурациі. У обчислювальних мережах деякі набори даних можуть дублюватися на зовнішніх пристроях декількох комп'ютерів мережі, що запам'ятовують, так що при відмові одного їх них дані залишаються доступними. Використання територіально розподілених обчислювальних систем більше відповідає розподіленому характеру прикладних завдань в деяких наочних областях, таких як автоматизація технологічних процесів, банківська діяльність і т.п. У всіх цих випадках є розосереджені по деякій території окремі споживачі інформації - співробітники, організації або технологічні установки.

Корпоративні мережі підприємства

Корпоративні мережі називають також мережами масштабу підприємства, що відповідає дослівному перекладу терміну «Enterprise-wide networks», використовуваного в англомовній літературі для позначення цього типу мереж. Мережі масштабу підприємства (корпоративні мережі) об'єднують велику кількість комп'ютерів на всіх територіях окремого підприємства.

Вони можуть бути складно зв'язані і покривати місто, регіон або навіть континент. Число користувачів і комп'ютерів може вимірюватися тисячами, а число серверів - сотнями, відстані між мережами окремих територій можуть виявитися такими, що використання глобальних зв'язків стає необхідним.

Для з'єднання видалених локальних мереж і окремих комп'ютерів в корпоративній мережі застосовуються різноманітні телекомунікаційні засоби, зокрема телефонні канали, радіоканали, супутниковий зв'язок. Корпоративну мережу можна представити у вигляді «острівців» локальних мереж, «плаваючих» в телекомунікаційному середовищі.

Неодмінним атрибутом такої складної і великомасштабної мережі є високий ступінь неоднорідності (гетерогенності) - не можна задовольнити потребності тисяч користувачів за допомогою однотипних програмних і аппаратних засобів.

У корпоративній мережі обов'язково використовуються різні типи комп'ютерів - від мейнфреймів до персоналок, декілька типів операційних систем і безліч різних додатків. Неоднорідні частини корпоратівной мережі повинні працювати як єдине ціле, надаючи користувачам по можливості зручний і простій доступ до всіх необхідних ресурсів.

Найбільш простій спосіб її рішення - приміщення облікових даних всіх користувачів в локальну базу облікових даних кожного комп'ютера, до ресурсів якого ці користувачі повинні мати доступ. При спробі доступу дані витягуються з локальної облікової бази і на їх основі доступ надається або не надається.

Для невеликої мережі, що складається з 5-10 комп'ютерів і приблизно такої ж кількості користувачів, цей спосіб працює дуже добре. Але якщо в мережі налічується декілька тисяч користувачів, кожному з яких потрібний доступ до декількох десяток серверів, то, очевидно, це рішення стає украй неефективним.

Адміністратор повинен повторити декілька десятків разів (по числу серверів) операцію занесення облікових даних кожного користувача. Сам користувач також вимушений повторювати процедуру логічного входу кожного разу, коли йому потрібний доступ до ресурсів нового сервера.

Хороше рішення цієї проблеми для крупної мережі - використання централізованої довідкової служби, в базі даною якою зберігаються облікові записи всіх користувачів мережі. Адміністратор один раз виконує операцію занесення даних користувача в цю базу, а користувач один раз виконує процедуру логічного входу, причому не в окремий сервер, а в мережу цілком.

Висновок

* Об'єднання ЕОМ в єдину мережу дозволяє здійснити загальний доступ до певного вигляду даних або устаткування ЕОМ. Так, якщо співробітники який або фірми постійно працюють з деякою базою даних, то за наявності мережі, що зв'язує ЕОМ всіх співробітників фірми, зовсім не обов'язково мати цю базу на кожній ЕОМ.

Досить встановити її на одній, а мережа дозволить з будь-якої іншої ЕОМ звертатися до цієї бази даних не залежно від відстані між ЕОМ, тобто тут мережа дозволяє істотно економити дискову пам'ять.

Точно також за допомогою мережі (в межах однієї фірми, підприємства) колективний доступ до одного, вельми дорогому апарату, наприклад, лазерному принтеру.

* Використання мереж ЕОМ дозволяє створити дуже гнучке робоче середовище. Так, співробітники фірми, використовуючи персональні ЕОМ, підключені до мережі ЕОМ своєї установи, можуть працювати удома. За наявності портативної ЕОМ співробітник може, знаходячись у відрядженні, за допомогою готельного телефону підключитися до своєї мережі і отримати або перекинути необхідні відомості в свою організацію.

Список літератури

1. Ляхович В.Ф. Основы информатики. Ростов н/Д.: Изд-во «Феникс», 2006 - 640с.

2. Информатика: Учебник. - 3-е перераб. изд. Под ред. проф. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2005 - 768 с.: ил.

3. Практикум по экономической информатике: Учеб. пособие: в 3-х ч. - Ч.I/Под ред. Е.Л. Шуремова, Н.А. Тимаковой, Е.А. Мамонтовой - М.: Финансы и статистика; Перспектива, 2006. - 300 с.