Стандартизація комп’ютерних мереж

Роботи по стандартизації обчислювальних мереж ведуться великою кількістю організацій.

Залежно від статусу організацій розрізняють наступні види стандартів:

· Стандарти окремих фірм (наприклад, стек протоколів DECnet компанії Digital Equipment або графічний інтерфейс OPEN LOOK для Unix-систем компанії Sun);

· Стандарти спеціальних комітетів і об'єднань, що створюються декількома фірмами, наприклад стандарти технології ATM, що розробляються спеціально створеним об'єднанням ATM Forum, що нараховує близько 100 колективних учасників, або стандарти союзу Fast Ethernet Alliance з розробки стандартів 100 Мбіт Ethernet;

· Національні стандарти, наприклад стандарт FDDI, один з численних стандартів, розроблених Американським національним інститутом стандартів (ANSI), або стандарти безпеки для операційних систем, розроблені Національним центром комп'ютерної безпеки (NCSC) Міністерства оборони США;

· Міжнародні стандарти, наприклад модель і стек комунікаційних протоколів Міжнародної організації зі стандартизації (ISO), численні стандарти Міжнародного союзу електрозв'язку (ITU), в тому числі стандарти на мережі з комутацією пакетів X.25, мережі frame relay, ISDN, модеми та багато інших .

Більш того, зважаючи на широке поширення деякі фірмові стандарти стають основою для національних і міжнародних стандартів де-юре. Наприклад, стандарт Ethernet, спочатку розроблений компаніями Digital Equipment, Intel і Xerox, через деякий час і в дещо зміненому вигляді був прийнятий як національний стандарт IEEE 802.3, а потім організація ISO затвердила його в якості міжнародного стандарту ISO 8802.3.

Мережеві протоколи - це стандарти передачі даних, які обслуговуються відповідним комп'ютером, сервером або мультимедіа-пристроєм. Мережевий протокол задає певні правила і процеси, за якими з'єднані мережею комп'ютери можуть обмінюватися даними. При самій передачі можуть бути необхідні різні протоколи, тому у відповідних пристроях перераховується велика кількість підтримуваних мережевих протоколів.

Мережеві протоколи використовуються для передачі даних між пристроями, об'єднаними в одну мережу.

Мережевий протокол задає певні правила і процеси, за якими з'єднані мережею комп'ютери можуть обмінюватися даними.

При самій передачі можуть бути необхідні різні протоколи, тому у відповідних пристроях перераховується велика кількість підтримуваних мережевих протоколів. Якщо потрібно здійснити передачу даних між двома з'єднаними мережею пристроями, вони обидва повинні підтримувати один і той же мережевий протокол.

Мережевий протокол також визначає комплектацію пакетів даних і містить інформацію про відправника, одержувача, довжині пакета, контрольній сумі, вигляді і процесі з'єднання.

До найбільш важливим підтримуваним мережевим протоколам відносяться Internet Protocol (IP) і Transmission Control Protocol (TCP) - контрольний протокол передачі. Протоколом TCP дані перевіряються на повноту змісту по контрольній сумі. Якщо контрольна сума не відповідає вимогам контрольного алгоритму, то передача пакета припиняється і він знову запитується в місці відправлення.

Розглянемо еталонну модель OSI. описує взаємодію двох систем. Кожен рівень першої системи взаємодіє з таким же рівнем другої системи за допомогою набору правил, званого багаторівневими протоколом. Відповідні один одному процеси кожного рівня взаємодіють між собою. Зауважимо, що фізичне з'єднання між системами існує тільки на нижньому, фізичному рівні, а зв'язок між верхніми рівнями обох систем носить віртуальний характер. На практиці цей зв'язок реалізується послідовно за посередництвом рівнів, що лежать нижче розглянутого.

Коротко опишемо значення і функції кожного рівня моделі OSI.

Фізичний рівень забезпечує з'єднання і передачу по каналу зв'язку бітів інформації між мережевими вузлами. На кожній стороні прийому і передачі він оснащений стиками, що переводять потік інформації до виду невластивому для передачі по каналу зв'язку фізичного рівня.

Завдання рівня ланки даних - захист переданих даних від помилок при передачі між вузлами мережі. В результаті на стику з мережевими рівнями виходить потік двійкових даних постійної якості. Наканальном рівні приймається рішення про виконання пристроїв виявлення і виправлення помилок даних.

Третій рівень моделі OSI називається мережевим рівнем. Основні завдання цього рівня - вибір маршрутів пересилки пакетів даних, а також управління їх потоками. Вирішення першого завдання відбувається наступним чином: запущене на мережевому вузлі програмне забезпечення мережевого рівня визначає, за яким з можливих шляхів відправити приходять на нього пакети. У вузлі призначення пакети обробляються для передачі на наступний рівень - транспортний. У свою чергу, управління потоком пакетів включає запобігання блокування і перевантаження буферів, в яких накопичуються нерівномірно прибувають з мережі пакети даних. Мережевий рівень визначає, коли можна прийняти пакети з більш високого рівня і коли їх можна передати в іншу мережу або на вузол призначення. Мережевий рівень вважається одним з найбільш складних. Він дуже важливий для надійної роботи всієї цифрової мережі.

Решта рівні моделі OSI називаються високими рівнями. Протоколи цих рівнів визначають взаємодії між системами і не пов'язані безпосередньо з функціями конкретної системи зв'язку. Тому вони не настільки важливі для опису систем рухомого зв'язку. Коротко розглянемо ці рівні для завершення опису моделі OSI.

Транспортний рівень надає обмін даними серед процесів у всіляких системах, він перевіряє помилки в одержуваних даних інформації, порядок розташування пакетів їх цілісність і відсутність повторів даних.

Сеансовий рівень забезпечує засоби управління діалогом між додатками. На цьому рівні розподіляються ресурси між двома процесами додатків для встановлення з'єднання між ними, званого сесією. Після того, як сесія між двома користувачами встановлена, діалогом між ними керують процеси сеансового рівня.

Рівень уявлень встановлює загальний формат обміну даними між двома терміналами, використовуючи загальні правила подання даних. Цей рівень перетворює вхідні дані в формат, який дозволяє вибирати набір сервісів на прикладному рівні. Зокрема, на рівні уявлення може проводитися шифрування інформації.

Прикладний рівень - надає доступ кінцевого користувача до послуг еталонної моделі взаємодії відкритих систем OSI.

29. Локальні комп'ютерні мережі. Методи доступу в локальних мережах. Устаткування локальних мереж.
Локальна мережа об'єднує комп'ютери, встановлені в одному приміщенні (наприклад, шкільний комп'ютерний клас, що складається з 8-12 комп'ютерів) або в одній будівлі (наприклад, в будівлі школи можуть бути об'єднані в локальну мережу кілька десятків комп'ютерів, встановлених в різних предметних кабінетах).

У невеликих локальних мережах все комп'ютери зазвичай рівноправні, т. Е. Користувачі самостійно вирішують, які ресурси свого комп'ютера (диски, каталоги, файли) зробити загальнодоступними по мережі. Такі мережі називаються однорангових.

Якщо до локальної мережі підключено більше десяти комп'ютерів, то однорангова мережа може виявитися недостатньо продуктивною. Для збільшення продуктивності, а також з метою забезпечення більшої надійності при зберіганні інформації в мережі деякі комп'ютери спеціально виділяються для зберігання файлів або програм-додатків. Такі комп'ютери називаються серверами, а локальна мережа - мережею на основі серверів.
Кожен комп'ютер, підключений до локальної мережі, повинен мати спеціальну плату (мережевий адаптер). Між собою комп'ютери (мережеві адаптери) з'єднуються за допомогою кабелів.

Метод доступу - це набір правил, які визначають, як комп'ютер

повинен відправляти і приймати дані з мережевого кабелю.

Існує три основні методи доступу:

1. Множинний доступ з контролем несучої

а) множинний доступ з контролем несучої і виявленням колізій

(CSMA / CD), який використовується в одній з перших локальних мереж Ethernet. перед

початком передачі комп'ютер визначає, вільний канал або зайнятий. якщо канал

вільний, комп'ютер починає передачу. Якщо в момент передачі виникла

колізія, робиться спроба її дозволу, наприклад затримка передачі на

випадковий інтервал часу. Нова спроба може призвести до успішної передачі

або повторення колізії. Відомі й більш складні процедури дозволу

колізії, що забезпечують збільшення пропускної здатності мережі.

б) множинний доступ з контролем несучої і запобіганням колізій

(CSMA / CA). Використовуючи CSMA / CA, кожен комп'ютер перед передачею даних в мережу

сигналізує про свій намір, тому інші комп'ютери «дізнаються» про

підготовку передачі і можуть уникнути колізій. Однак широковещательное

оповіщення збільшує загальний трафік мережі і зменшує її пропускну

здатність. Звідси - CSMA / CA працює повільніше, ніж CSMA / CD.

2. Доступ з передачею маркера

Пакет особливого типу, маркер, циркулює по кільцю від комп'ютера до комп'ютера.

Щоб послати дані в мережу, будь-який з комп'ютерів спочатку повинен дочекатися

приходу вільного маркера і захопити його. Коли будь-якої комп'ютер

«Наповнить» маркер своєю інформацією і пошле його по мережевому кабелю, інші

комп'ютери вже не можуть передавати дані.

3. Доступ за пріоритетом запиту

Це відносно новий метод доступу, заснований на тому, що всі мережі 100VG-

AnyLAN будуються тільки з концентраторів і кінцевих вузлів. концентратори

керують доступом до кабелю, послідовно опитуючи всі вузли в мережі і

вузли та перевіряти їх працездатність. Кінцевим вузлом, відповідно до

визначенням 100VG-AnyLAN, може бути комп'ютер, міст, маршрутизатор або

комутатор. При доступі за пріоритетом запиту зв'язок здійснюється тільки

між комп'ютером-відправником, концентратором і комп'ютером-одержувачем.

Існують два види архітектури мережі: одноранговая (Peer-to-peer) і клієнт / сервер (Client / Server), На даний момент архітектура клієнт / сервер практично витіснила однорангову,
Якщо використовується однорангова мережа, то всі комп'ютери, що входять до неї, мають однакові права. Відповідно, будь-який комп'ютер може виступати в ролі сервера, який надає доступ до своїх ресурсів, або клієнта, що використовує ресурси інших серверів,

У мережі, побудованої на архітектурі клієнт / сервер, існує кілька основних комп'ютерів - серверів. Інші комп'ютери, які входять в мережу, звуться клієнтів, або робочих станцій,
Сервер - це комп'ютер, який обслуговує інші комп'ютери в мережі. Існують різноманітні види серверів, що відрізняються один від одного послугами, які вони надають; сервери баз даних, файлові сервери, принт-сервери, поштові сервери, веб-сервери і т. д.

Всі комп'ютери в тимчасової мережі об'єднуються в робочі групи, які мають свої імена (ідентифікатори).
У разі використання архітектури мережі клієнт / сервер управління доступом здійснюється на рівні користувачів. У адміністратора з'являється можливість дозволити доступ до ресурсу тільки деяким користувачам. Припустимо, що ви робите свій принтер доступним для користувачів мережі. Якщо ви не хочете, щоб хто завгодно друкував на вашому принтері, то слід встановити пароль для роботи з цим ресурсом. При тимчасової мережі будь-який користувач, який дізнається ваш пароль, зможе отримати доступ до вашого принтера. У мережі клієнт / сервер ви можете обмежити доступ до принтера для деяких користувачів незалежно від того, знають вони пароль чи ні.

Сучасний Інтернет - вельми складна і високотехнологічна система, що дозволяє користувачеві спілкуватися з людьми, що знаходяться в будь-якій точці земної кулі, швидко і комфортно відшукувати будь-яку необхідну інформацію, публікувати для загального відома дані, які він хотів би повідомити всьому світу.

Насправді Internet непросто мережу, - це структура, що об'єднує звичайні мережі. Internet- це «мережу мереж».