Назначение и классификация сетей. Многоуровневая схема

Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации системы обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникла потребность перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.

Компьютерные сети и сетевые технологии обработки информации стали основой для построения современных информационных систем. Компьютер рассматривается не как отдельное устройство обработки, а как «окно» в компьютерные сети, средство коммуникаций с сетевыми ресурсами и другими пользователями сетей.

Распределенная обработка данных - это обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Компьютерная (вычислительная) сеть - это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Абонентами сети (т. е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т. д.

В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делят на:

· глобальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах;

· региональные - вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;

· локальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т. д.

Объединение глобальных, региональных и локальных компьютерных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии, обеспечивающие мощные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам.

В общем случае компьютерная сеть представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем: сети рабочих станций, сети серверов и базовые сети передачи данных.

Рабочая станция (клиентская-машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) - это компьютер, за которым непосредственно работает абонент компьютерной сети. Сеть рабочих станций представлена совокупностью рабочих станций и средств связи, обеспечивающих взаимодействие рабочих станций с сервером и между собой.

Сервер - это компьютер, выполняющий общие задачи компьютерной сети и предоставляющий услуги рабочим станциям. Сеть серверов - это совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных.

Базовыми требованиями, определяющими архитектуру компьютерных сетей, являются следующие:

· открытость - возможность включения дополнительных компьютеров, терминалов, узлов и линий связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов;

· живучесть - сохранение работоспособности при изменении структуры;

· адаптивность - допустимость изменения типов компьютеров, терминалов, линий связи, операционных систем;

· эффективность - обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах;

· безопасность информации. Безопасность — это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

Указанные требования обеспечиваются модульной организацией управления процессами в сети, реализуемой по многоуровневой схеме. Число уровней и распределение функций между ними существенно влияет на сложность программного обеспечения компьютеров, входящих в сеть, и на эффективность сети. Классической является семиуровневая схема. Эта архитектура принята в качестве эталонной модели.

Уровень 1 – физический – реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи и формированию сигналов, представивших передаваемые данные.

Уровень 2 – канальный – обеспечивает надежную передачу данных через физический канал, организованный на уровне 1.

Уровень 3 – сетевой – обеспечивает выбор маршрута передачи сообщений по линиям, связывающим узлы сети.

Уровни 1-3 организуют базовую сеть передачи данных как систему, обеспечивающую надежную передачу данных между абонентами сети.

Уровень 4 – транспортный – обеспечивает сопряжение абонентов сети с базовой сетью передачи данных.

Уровень 5 – сеансовый – организует сеансы связи на период взаимодействия процессов. На этом уровне по запросам процессов создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения – логические каналы.

Уровень 6 – представительный – осуществляет трансформацию различных языков, форматов данных и кодов для взаимодействия разнотипных компьютеров.

Уровень 7 – прикладной – обеспечивает поддержку прикладных процессов пользователей. Порядок реализации связей в сети регулируется протоколами. Протокол – это набор коммутационных правил и процедур по формированию и передаче данных в сети.

Базовые принципы организации компьютерной сети определяют ее основные характеристики:

· операционные возможности – перечень основных действий по обработке данных. Абоненты сети имеют возможность использовать память и процессоры многих компьютеров для хранения и обработки данных;

· производительность – представляет собой суммарную производительность компьютеров, участвующих в решении задачи пользователя;

· время доставки сообщений – определяется как статистическое среднее время от момента передачи сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом;

· стоимость предоставляемых услуг.