Лекция 12
Тема: НАЗНАЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Вопросы лекции:
-
Возможности компьютерных сетей
-
Принцип построения и классификация компьютерных сетей
-
Распределенные технологии хранения информационных ресурсов
Возможности компьютерных сетей
Вычислительная сеть — это сложная система программных и аппаратных компонентов, взаимосвязанных друг с другом и обеспечивающих информационный обмен между компьютерами без использования каких-либо промежуточных носителей информации. Термин вычислительная в настоящее время неполно отражает сущность компьютерной сети, основной функцией которой стало не выполнение трудоемких расчетов, а обеспечение пользователя мощным коммуникационным потенциалом. Основным назначением сети стала организация коллективного использования распределенных сетевых ресурсов при надежной их защите от несанкционированного доступа.
К аппаратным средствам сети относятся компьютеры, коммуникационное оборудование, периферийные устройства, кассовые аппараты и т.д. Программные компоненты состоят из сетевых операционных систем и приложений, которые предназначены для решения специальных задач по управлению работой компьютеров в сети.
Принцип построения и классификация компьютерных сетей
Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по некоторым признакам. Прежде всего, различают локальные, глобальные и региональные сети.
По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Государственные сети используются в государственных структурах. По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные, по типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне
По совместимости компьютерных средств различают гомогенные и гетерогенные сети. Первые состоят из пропорционально совместимых ПК и являются однородными. Гетерогенные сети могут объединять и неоднородные, несовместимые компьютеры, использующие разные платформы (IBM, Macintosh).
По характеру функций, выполняемых в сети, используются вычислительные сети, которые используются для решения задач управления, на основе вычислительной обработки исходной информации; информационные сети, предназначенные для получения пользователем справочных данных; смешанные сети, выполняющие и те и другие операции.
По типу организации передачи данных различают сети с коммутацией каналов, сообщений и пакетов.
В компьютерной сети, с коммутацией каналов, между двумя сообщающимися компьютерами устанавливается физический канал связи, по которому идет обмен данными. Передача данных осуществляется по аналогии с разговором по телефонной линия связи, что предоставляет пользователям возможность взаимного общения и высокую скорость передачи данных на все время сеанса соединения. Недостатками такого способа соединения являются загруженность канала и невозможность общения с другими компьютерами на время связи.
При передаче данных с коммутацией сообщений весь объем передаваемой информации передается в узел связи и анализируется на предмет пересылки и адреса получателя. Если канал, ведущий к участку связи (адресата), занят, то сообщение становится в очередь до освобождения канала. При таком способе коммутации сообщение должно иметь адрес. Достоинствами этого способа перед предыдущим являются: пересылка сообщения осуществляется автоматически; независимость отдельных участков дает возможность более согласованно использовать пропускную способность каналов; при передаче сообщений по многим адресам система коммуникации используется более рационально; передача сообщений может производиться в любое время. К недостаткам относится тот факт, что передача сообщений больших объемов может затруднить освобождение узла связи и создавать длительные очереди, что плохо для сообщений срочного характера, а также отсутствие постоянной связи между абонентами и односторонность связи.
Способ передачи данных с коммуникацией пакетов используется в крупных глобальных сетях. Порядок осуществления связи регулируется специальными правилами и процедурами передачи данных в сети, которые называются протоколами. Под протоколом принято понимать совокупность соглашений по обмену данными в технических системах. Единая сеть Интернет состоит из множества сетей различной физической природы. Естественно все компьютеры, участвующие в обмене, должны работать по одним и тем же протоколам, чтобы по завершении передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.
Протоколы, отвечающие за коммуникацию пакетов, — IP, TСР. Семейство протоколов TCP/IP широко применяется во всем мире для объединения компьютеров в Интернет. Термин «TCP/IP» охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы и даже саму сеть. Таким образом, TCP/IP — этот технология межсетевого взаимодействия.
Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен между ними. TCP (Transmission Control Protocol) —протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов; IP (Internet Protocol) — протокол для передачи данных. Сетевые протоколы TCP/IP управляют адресацией, маршрутизацией проверкой ошибок и запросами на повторную передачу.
Распределенные технологии хранения информационных ресурсов
По способу распределения информационных ресурсов сети различают централизованные, децентрализованные и смешанные формы организации данных.
При централизованной форме организации хранения данных в сети имеется один сервер, на котором находится единственная копия БД. Сервером может служить один из компьютеров, обладающий самыми хорошими характеристиками. На нем могут распределяться ресурсы сети для всех остальных компьютеров и храниться основные БД и программное обеспечение сети. Остальные компьютеры в сети называются клиентами.
Клиенты запрашивают необходимые данные посредством удаленного запроса (транзакции).
Децентрализованная форма организации данных предполагает наличие на каждом компьютере-клиенте своей части БД. Выделяют два способа децентрализации: деление и дублирование.
Деление осуществляется на основе дробления БД на несколько физически распределенных участков. При этом каждый клиент пользуется своей частью БД, пополняет ее новыми данными, модифицирует и выполняет запросы в основном по своим данным. Например, базы данных социальной поддержки граждан распределены по районам.
Способ дублирования реализуется, если на каждом сервере сети располагается полная копия БД.
Смешанная форма организации и хранения данных объединяет два способа распределения: разбиение и дублирование, приобретая при этом недостатки и достоинства обоих способов.
|