Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей




Скачать 419.66 Kb.
НазваниеЛекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей
страница1/4
Дата публикации13.07.2013
Размер419.66 Kb.
ТипЛекция
zadocs.ru > Информатика > Лекция
  1   2   3   4
Лекция 9

Тема: Архитектура и принципы построения сетей

  1. Основные понятия и определения,

  2. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (модель OSI), логическая структура коммуникационных сетей с маршрутизацией и селекцией информации и их компонентов, основные характеристики информационных сетей.

  3. Особенности сети Internet и особенности работы с её ресурсами.

  4. Роль стандартов в области телекоммуникаций, виды стандартов для телекоммуникационных систем и сетей.

  5. Организация линий связи различных сетей - магистральных, корпоративных, локальных.



1. Основные понятия и определения,

Сеть - взаимодействующая совокупность информационных объектов с выделенными связями между ними.

Любая сеть описывается графом. В соответствии с определением, в сети представляются и определяются (описываются) как объекты, так и связи между ними.

П
ервые представляются (рис.1) вершинами графа, а вторые - ребрами (дугами) графа. Сеть из-за ее формы иногда называют решетчатой системой.
Рисунок 1- Структура графа

В нужных случаях сеть разбивается на подсети. Создаются иерархии сетей и иерархии подсетей. Осуществляется структуризация сетей.

Сеть, в которой маршрут передачи данных формируется узлами коммутации именуется коммутируемой сетью.

Международной является Объединенная Информационная Сеть (ОИС).

В телекоммуникациях компьютерная сеть представляется ретрансляционными системами и оконечными системами, соединенными друг с другом каналами.

^ Физическая сеть характеризуется множеством взаимодействующих друг с другом информационных систем и соединяющих их каналов.

Логической сетью является одна либо группа физических сетей, которая представляется пользователями как единое целое.

Возможность совместной работы нескольких сетей называют интероперабельностью. Устройство, соединяющее компьютер с сетью, именуется сетевым адаптером.

Время распространения сигнала, который передает через сеть блоки данных называется сетевой задержкой.
В нужных случаях сеть разбивается на подсети. Создаются иерархии сетей и иерархии подсетей. Осуществляется структуризация сетей. Сеть, в которой маршрут

Существует (рис. 2) два класса сетей: сети с маршрутизацией данных ― коммутируемые сети и сети с селекцией данных ― коммутируемые сети.

Рисунок 2- Классификация сетей
В зависимости от покрываемой территории различают локальные сети, региональные сети, глобальные сети. Глобальные сети, состоящие из групп взаимодействующих друг с другом региональных сетей, называют метасетями.

В зависимости от того, где находятся их ретрансляционные системы, различают наземные сети, стратосферные сети и спутниковые сети.

Среди глобальных и территориальных сетей чаще всего встречаются комбинированные сети. Особо выделяют стационарные сети и мобильные сети.

Различают два понятия сети: сеть передачи данных и информационная сеть.

Синей окантовкой на рисунке 1 выделены системы, входящие в одну, а лиловой - в другую информационную сеть.

^ Сеть передачи данных (data network)

Сеть, основной задачей которой является передача данных.

Сеть передачи данных, именуемая также коммуникационной сетью, создается на основе первичной сети и является ядром информационной сети, обеспечивающим передачу и некоторые виды обработки данных. Задачей сети передачи данных является доставка адресатам блоков данных, которые при этом не должны терять своей целостности, доставляться без ошибок и искажения. Важными в сети являются также операции по предотвращению перегрузок, больших очередей и переполнения буферов систем. С этой целью происходит управление потоком. На базе одной сети передачи данных можно создать несколько информационных сетей.

Современная сеть передачи данных характеризуется (рис.3) иерархией структуры. В ее ядре располагается базовая подсеть.

Р
исунок 3- Иерархия сетей передачи данных
Она обладает большой пропускной способностью и предназначена для обеспечения транзитных подсетей. Последние работают со средними скоростями. К транзитным подключаются оконечные подсети. Их задачами является соединение основной массы оконечных систем с сетью передачи данных. Соответвенно этому, большие сети строятся в виде ассоциаций, которые состоят из трех видов сетей: базовых сетей, транзитных сетей и оконечных сетей. Появились многопротокольные транспортные сети. Их создание требует больших вложений капитала. Однако затраченные средства быстро окупаются гибкостью работы этих сетей. Высокие скорости обеспечивают сети ретрансляции кадров.

Высокие скорости обеспечивают сети ретрансляции кадров.

Соответственно типам передаваемых сигналов различают (рис.4) аналоговые сети и цифровые сети.
Р
исунок 4 – Типы сетей передачи данных
Требования повышения надежности и увеличения пропускной способности сети передачи данных привели к необходимости перехода на цифровые сети.

В зависимости от покрываемого пространства образуются локальные сети, региональные сети и глобальные сети. Примером последней является сеть Internet. Кроме этого выделяют кабельные сети и беспроводные сети, в том числе ― мобильные сети. Появились интеллектуальные сети.

Базой сетей передачи данных являются физические средства соединения. В их качестве выступают различные типы каналов. Сеть характеризуется важным параметром, называемым трафиком данных. Необходимость увеличения пропускной способности приводит к изменениям в технологиях коммутации данных. Мультисервисные сети идут на смену специализированным.

^ Мультисервисная сеть (multiservice network) - сеть передачи данных, обеспечивающая передачу любых типов данных: текстов, изображений, звука.

Переход от использования при передаче информации аналоговых сигналов к цифровым сигналам открыл возможность создания единых форматов представления любых типов данных. Это позволило разработать общие для них протоколы и направлять данные от отправителя к получателю, используя одно и то же оборудование и каналы. На этой основе созданы единые прикладные службы, предоставляющие разнообразные услуги пользователям. В результате уменьшилась стоимость передачи данных, и возросли надежность и качество этой передачи.

Создание мультисервисных многофункциональных сетей приводит к постепенной ликвидации специальных - телефонных сетей и телевизионных сетей.
Главной задачей информационной сети является обработка данных. На базе сети передачи данных может быть построена не только одна, но и (рис.2) группа информационных сетей.


Рисунок 5 - Типы систем
В информационных сетях выделяются (рис.5) следующие типы систем:

абонентские системы;

 оконечные системы.


Рисунок 6 – Виды информационных систем
Виды систем (рис.6) крайне разнообразны, но все они обладают избыточностью ради надежности. Распределение ресурсов системы осуществляет программа- диспетчер. Замки обеспечивают синхронизацию процессов и устраняют ситуации, когда последние блокируют друг друга. Связь с программами, находящимися в других системах, происходит через физические средства соединения.

Доступ пользователей к прикладным программам осуществляется с помощью терминалов. Последние нередко считаются частью информационной системы. Важные функции возлагаются на периферию. В частных случаях некоторые части системы могут отсутствовать. Создаются прототипы. Важными характеристиками системы являются ее избыточность, готовность к работе и режим работы.

Организации, занимающиеся синтезом информационных систем, именуются интеграторами. В каждую информационную систему могут входить компьютеры различной производительности, от микрокомпьютеров до суперкомпьютеров.

Любая из этих систем, имея блочную структуру, с одной стороны, образует автономное целое, а, с другой стороны, она является частью информационной сети. Соединение частей системы и подключение к ней вспомогательных устройств осуществляется при помощи станций либо адаптеров.

Система, основные ее компоненты, принципы взаимодействия этих компонентов определяются ее архитектурой. Важное значение в системе имеют ее ресурсы, устройства ввода/вывода, возможность разделения времени и использование различных источников питания.

Открытая система и система реального времени являются понятиями, определяющими модель информационной системы с точки зрения ее функционирования в сети.

Создание новых систем является сложной задачей, требующей времени и большого вклада интеллектуального труда разработчиков. В этой связи ведутся разработки многоцелевых языков, обеспечивающих моделирование, проектирование, отладку и верификацию новых систем. Важной характеристикой системы являются интерфейс пользователя, прикладной и аппаратный интерфейс
Архитектура - концепция, определяющая структуру и взаимосвязь компонентов сложного объекта.

Объектом может быть сеть, система, банк данных, прикладной процесс либо другое многокомпонентное образование. Архитектура определяет модель объекта, описывая основные функции, выполняемые его компонентами. Она охватывает логическую и физическую структуры, а также принципы функционирования объекта. Особо выделяются задачи управления объектом, надежность работы, безопасность данных. При рассмотрении архитектуры принимаются решения о формах реализации функциональных блоков - в виде устройств либо программ. В информатике и телекоммуникациях архитектура рассматривается с точки зрения потоков обрабатываемых или передаваемых данных.

Процесс перехода от одной архитектуры к другой называют миграцией. В сети Internet функционирует комиссия по архитектуре Internet.

Архитектура сети определяет основные элементы сети, характер и топологию взаимодействия этих элементов. Она показывает также логическую, функциональную и физическую структуры аппаратного обеспечения и программного обеспечения сети. Кроме этого, все шире используются смешанные архитектуры, в которых объединяются указанные выше элементы.

Архитектура системы описывает методы кодирования, определяет также интерфейсы пользователя с системой.

Важное значение имеет архитектура безопасности данных. базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем играет первостепенную роль в создании архитектуры информационных сетей.

Широкую известность получили сетевые архитектуры, предложенные различными предприятиями.

^ Архитектура клиент-сервер (Client-Server Architecture (CSA))

Архитектура сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов.

Как следует из названия, архитектура CSA определяет (рис.0195) два типа взаимодействующих в сети компонентов: серверы и клиенты. Каждый из них определяется комплексом взаимосвязанных прикладных программ. Серверы предоставляют ресурсы, необходимые многим пользователям. В число этих ресурсов, в первую очередь, входят базы данных, файлы, память. Клиенты используют эти ресурсы и предоставляют удобные интерфейсы пользователя.

В современной архитектуре выделяют четыре группы объектов:

  • клиенты,

  • серверы,

  • данные,

  • прикладные службы.

Клиенты располагаются в системах, находящихся на рабочих местах пользователей.

Данные, в основном, хранятся в серверах.

Прикладные службы являются совместно используемыми прикладными программами, которые взаимодействуют с клиентами, серверами и данными. Кроме этого службы управляют процедурами распределенной обработки данных, информируют пользователей о происходящих в сети изменениях.

Архитектура клиент-сервер постепенно превращается в архитектуру клиент-сеть, в которой используется не один, а множество серверов. Например, в сети Internet их сотни тысяч. Стремление дать возможность работы в сети клиентам, созданным различными производителями, привело к возникновению новой архитектуры. В этой архитектуре операционная система клиента должна удовлетворять ряду новых требований:

  • уменьшение числа функций, выполняемых клиентом, за счет передачи их серверам;

  • обеспечение динамической загрузки прикладных программ с серверов в среду клиентов;

  • предоставление администраторам возможности управления клиентами различных типов.

Развитие рассмотренных архитектур, появление программ, образующих промежуточный уровень, привело к созданию тонких клиентов. Это позволяет значительно снизить стоимость персонального компьютера, реализующего технологию тонкого клиента.

Наиболее простой является двухслойная архитектура. Здесь клиенты выполняют простые операции обработки данных, отрабатывают интерфейс взаимодействия с сервером, обращаются к нему с запросами. Большую же часть задач обработки выполняет сервер. Для этих целей он имеет базу данных.

Усложнение прикладных программ привело к специализации серверов. В результате наряду с двухслойной архитектурой клиент-сервер, появилась многослойная.

Простейшая среди них - трехуровневая. В этой архитектуре вместо единого сервера применяются серверы приложений и серверы баз данных. Их использование позволяет резко увеличивать производительность сети. В оконечную систему, в зависимости от ее производительности, загружается клиент, сервер либо сервер с группой клиентов.

В многослойных архитектурах используются тонкие клиенты. Это связано с тем, что значительная часть задач, которые обычный клиент выполняет в двухслойной архитектуре, перенесена в сервер приложений. У клиента здесь главным образом остались задачи управления интерфейсом пользователя и связью с сервером приложений. Прикладные программы, как правило хранятся на серверах.

Многослойная архитектура позволяет не только снизить стоимость клиентов, но и упрощает модернизацию процесса обработки данных, ибо при этом клиенты могут оставаться без изменений. Кроме этого здесь легко осуществляется масштабирование средств обработки данных. Для этого необходимо лишь изменять число серверов.

На базе архитектуры клиент-сервер создаются различные формы обработки в системе клиент-сервер.

^ Архитектура тонкий клиент-сеть (thin client-network architecture)

Рассматриваемая архитектура основана на использовании очень простых персональных компьютеров, как правило, не имеющих собственной внешней памяти. Например, дисководов. В эти компьютеры загружаются тонкие и даже сверхтонкие клиенты. Вся необходимая пользователям информация обрабатывается на серверах сети. Без сети рассматриваемые клиенты работать не могут.

Диапазон возможностей клиентов может быть различным. При использовании относительно мощных персональных компьютеров последние получают от серверов операционные системы, прикладные программа и осуществляют часть обработки данных. Другая крайность - клиент передает серверам только такие действия, как нажатие клавиш на клавиатуре, щелчки и передвижение указателя мыши. Все остальное делают серверы. Сервер для каждого клиента создает индивидуальную структуру работы с ним.

Технология тонких (и сверхтонких) клиентов дает пользователям ряд важных преимуществ. При ее использовании появляется возможность:

  • решения сложных задач на старых и «слабых» моделях персональных компьютеров;

  • приобретения простых и дешевых персональных компьютеров;

  • работы с любыми ресурсами сети;

  • использования прикладных программ, которые не нужно покупать;

  • защиты от компьютерных вирусов с помощью серверов;

  • хранения информации на серверах, что облегчает обеспечение безопасности данных.

Взаимодействие тонких клиентов с серверами определяется протоколами, предложенными рядом разработчиков. Например, «протокол удаленного рабочего стола» RDP.
  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconЛекция 2 Лекция Архитектура и алгоритм работы современного компьютера Термин «архитектура»
Архитектура как совокупность аппаратных решений, присущих определённой группе процессоров. 21

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconПринципы построения электропитающих систем. Напряжение питающих сетей....

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconЕсэ россии. Классификация сетей
Иерархический принцип построения сетей связи общего пользования России с коммутацией каналов – ТфОП/isdn и gsm. Актуальность иб сетей...

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconЛекция 3 принципы классификации почв и почвенно-географическое районирование
Принципы построения современной классификации почв. Основные таксономические единицы

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconЛекция 15 Тема: Интеграция и конвергенция цифровых телекоммуникационных сетей
Технико-экономические и потребительские предпосылки перехода к универсальным цифровым технологиям передачи сообщений любого вида....

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconДлится 1 семестр. Міністерство освіти І науки україни таврійський...
Архитектура компьютеров – это одна из дисциплин компьютерной науки (информатики), которая изучает организацию (структуру, составные...

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconАрхитектура Web-приложений
Рассматривается архитектура современных Web-приложений, взаимодействие клиентской и серверной частей таких приложений, принципы их...

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей icon1 Архитектура и состав ЭВМ. Основные характеристики современных персональных ЭВМ
Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора,...

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconЛекция тема. Этика как наука и явление духовной жизни
Профессионально-этические представления в области связей с общественностью (категории, принципы, нормы)

Лекция 9 Тема: Архитектура и принципы построения сетей iconЛекция 1 Тема: «Организация как система. Понятие «системы»
Теория организации традиционно изучает принципы, законы и закономерности, связанные с созданием, функционированием, реорганизацией...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов