<<
>>

Локальные (вычислительные) сети

Основные определения, назначение, организация взаимодействия

Появление персональных компьютеров значительно расширило возможности человека обрабатывать и получать новую информацию.

Эти возможности значительно возрастают, когда компьютеры объединены и могут взаимодействовать между собой. Кроме того, использование общих периферийных устройств (принтеров, сканеров, модемов и т.д.) снижает общие затраты на вычислительную технику. В результате появилась идея соединять компьютеры между собой, т.е. создавать локальные сети (ЛС).

Определение 1. ЛС - это совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих физическое соединение и взаимодействие компьютеров и периферийных устройств с целью использования общих ресурсов.

Определение 2. ЛС - дисковая память, периферийные устройства, базы данных, процессоры и т.п. Компьютеры, входящие в ЛС и предназначенные для непосредственной работы на них, называются рабочими станциями (РС) (Workstation).

Рассмотрим, как в самом общем виде организовать взаимодействие между двумя рабочими станциями и что для этого необходимо.

Прежде всего необходимо физически соединить между собой два компьютера. Это можно сделать либо с помощью кабеля (коаксиального, оптического или витой пары), либо применяя беспроводные методы передачи информации (радио или оптическая связь). Для организации процесса передачи информации необходимы как минимум передатчик и приемник, а также ряд дополнительных устройств (буфера, устройства, обнаруживающие ошибки). Все эти устройства объединяются в так называемые сетевые интерфейсные платы (СИП) или сетевые адаптеры (СА). Таким первым элементом, обеспечивающим взаимосвязь между РС является среда передачи.

Для обмена информацией необходимо не только физическое соединение, но и логическое, которое регламентирует начало и окончание сеанса связи, порядок передачи данных, алгоритм обработки ошибок и т.д.

Управление логическими соединениями осуществляется с помощью протоколов передачи данных.

Для выполнения расчетов и обработки информации служат прикладные программы. Для организации взаимодействия между рабочими станциями служит сетевая операционная система (СОС).

Функции СОС состоят в следующем: определение права доступа к данным или устройствам сети; обеспечение системы аутентификации; организация порядка взаимодействия между различными протоколами; контроль за общим взаимодействием устройств и пользователей сети.

На рис. 2.10 схематично отображено взаимодействие между двумя рабочими станциями.

РС-1

РС-2

Сетевая

операционная

система

Прикладная программа 1

Прикладная программа 2

Протоколы обмена данными

Протоколы обмена данными

Интерфейсное

оборудование

Интерфейсное оборудование

й й

              Среда передачи данных

Рис. 2.10. Взаимодействие между двумя рабочими станциями

Особенность построения ЛС состоит в создании общего канала передачи данных, к которому имеют доступ все устройства сети. Поэтому возникает проблема организации доступа к каналу (передающей среде) так, чтобы исключить влияние одного устройства (РС) на другое.

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI)

Модель OSI создает основу как для анализа существующих систем, так и для определения новых систем и стандартов. Модель содержит семь уровней, как показано на рис. 2.11. По существу, рис. 2.11 является дальнейшим развитием модели, представленной на рис. 2.10, и рассматривает ее с точки зрения понятий, которые определяются моделью OSI.

7. Протоколы

—протоколы—

7. Прикладной

6. Представления данных

6. Представления данных

5. Сеансовый

5. Сеансовый

4. Транспортный

4. Транспортный

3. Сетевой

3. Сетевой

2. Канальный

/>2. Канальный

1. Физический

1. Физический

0. Физическая среда

Взаимодействующая PC | Среда передачи данных | Взаимодействующая PC

I              I

Рис. 2.11. Семиуровневая модель OSI

Все изображенные уровни присутствуют в любой существующей системе связи и взаимодействуют друг с другом на строго иерархической основе, т.е. каждый уровень обслуживает уровень, расположенный выше, и в свою очередь пользуется услугами нижнего уровня.

OSI, разрабатывая архитектуру открытых систем, предусмотрела, что для каждого уровня оговаривается один или несколько протоколов. После того как определено полное множество протоколов, любые два устройства в ЛС смогут взаимодействовать, несмотря на различие в конструкции, производительности, функциональном назначении или внутренних интерфейсах.

Рассмотрим функции, выполняемые каждым уровнем. Физический уровень (Physical layer) обеспечивает интерфейс между компьютерами, участвующими во взаимодействии, и средой передачи дискретных сигналов. Он управляет потоком данных через этот интерфейс. Стандарты физического уровня включают рекомендации V.24 MKKTT или EIA RS-232C (Electronics Industries Association) ассоциации предприятий электронной промышленности США. Канальный уровень или уровень звена данных (Data Link Layer) формирует из данных, предоставляемых уровнем 1, «кадры» или пакеты и передает их сетевому уровню. Он также определяет: логическую топологию сети; управление доступом к среде передачи данных: физическую адресацию; методы обнаружения и исправления ошибок.

Самым известным стандартом этого уровня является стандарт OSI - высокоуровневый протокол управления каналом передачи данных HDLC (High Level Data Link Control), разработанный МОС, или SDLC (Synchronous Data Link Control), разработанный фирмой ШМ и являющийся частью протокола HDLC. Сетевой уровень (Network Layer). Он выполняет следующие функции: устанавливает сетевое соединение; определяет маршрутизацию в сети и связь между сетями; обеспечивает независимость высших уровней от используемой для передачи информации физической среды.

Основная задача сетевого уровня - маршрутизация данных (передача данных между сетями). Каждая из сетей имеет уникальный адрес сети (Network Address). По этому адресу специальные устройства - маршрутизаторы (Router) определяют, для какой сети предназначено то или иное сообщение, и направляют это сообщение в заданную сеть. Для определения абонента внутри сети используется адрес узла (Node Address). Таким образом, с помощью двух адресов можно однозначно определить любую станцию объединенной сети и организовать обмен данными между объектами, расположенными в различных сетях. На этом уровне посылка данных рассматривается как датаграмма (Datagram) - пакет, доставляемый адресату. Самым известным стандартом, относящимся к этому уровню, является рекомендация Х.25 (для сетей передачи данных с коммутацией пакетов), которая оговаривает протокол LAP (Link Access Protocol), являющийся частью протокола HDLC, или протокол LAPB, разработанный несколько позже, чем LAP, представляющий собой его дальнейшее развитие. Транспортный уровень (Transport Layer) обеспечивает эффективную и надежную передачу данных между объектами. Транспортный уровень выполняет операции: устанавливает и разъединяет транспортные соединения; контролирует последовательность передачи данных; обнаруживает и обрабатывает ошибки передачи данных; устанавливает соответствие между транспортными (логическими) и сетевыми адресами абонентов; выполняет мультиплексирование передаваемых сообщений.

На этом уровне посылка данных рассматривается как сегмент

(Segment). Протоколы транспортного уровня: SPX, TCP (NCP - Network Control Protocol, т.е. протокол управления сетью, разработанный для сети Arpanet и представляющий собой первый вариант протокола ТСР).

Первые четыре уровня реализуют функцию передачи данных, остальные рассматриваются как уровни обработки данных. Сеансовый уровень (Session Layer) поддерживает и контролирует диалог между сетевыми объектами. Он выполняет следующие функции: определяет начало и окончание сеанса связи (нормальное или аварийное); определяет время, длительность и режим сеанса связи; восстанавливает соединение после ошибок во время сеанса связи без потери данных.

Установление сеанса связи включает процедуры проверки пользовательского имени и пароля, определение прав доступа к тем или иным ресурсам, определение правил поддержки сеанса связи в активном состоянии. Протокол сеансового уровня: ISO 8327, RPC. Уровень представления данных (Presentation Layer). Осуществляет интерпретацию передаваемых во время диалога данных. Выполняет следующие функции: преобразование форматов данных; кодирование/декодирование данных; компрессия и декомпрессия данных.

Так, например, на рабочих станциях могут использоваться различные операционные системы DOS, UNIX, OS\2. Каждая из них имеет свои форматы хранения и обработки данных. Задача уровня и состоит в том, чтобы организовать обмен между РС, на которых используются различные операционные системы. Прикладной уровень (Application Layer). Он выполняет функции управления заданиями. Одна из главный задач этого уровня - обеспечение удобного интерфейса для пользователя.

Для выполнения своих функций каждый уровень добавляет к блоку данных атрибут или заголовок (Header), хотя использование понятия заголовка не всегда является корректным, так как добавка (атрибут) может размещаться как в начале пакета (тогда действительно это заголовок), так и в конце. В атрибут помещается информация, которой обмениваются соответствующие уровни.

При передаче протоколы каждого уровня добавляют свои атрибуты, а при приеме протоколы соответствующих уровней обрабатывают их (см. рис. 2.11).

Эталонная модель института 1ЕЕЕ

Комитет по ЛВС 1ЕЕЕ в 1979 г. (проект 802.Х) пересмотрел модель (см. рис. 2.11) и приспособил ее для своих целей. Позднее стандарты института 1ЕЕЕ 802.Х. были приняты международной организацией по стандартизации как протоколы ISO 8802. Весь пересмотр свелся фактически к декомпозиции 1-го и 2-го уровня OSI и добавлению 0 уровня в эталонную модель.

Канальный уровень делится на два подуровня: управление логическим каналом LLC (Logical Link Control); управление доступом к передающей среде МАС (Medium Access Control).

В функции LLC входит передача кадров между станциями, включая исправление ошибок. LLC не зависит от алгоритмов доступа к среде.

МАС реализует алгоритм доступа к среде.

Физический уровень делится для некоторых типов ЛВС (например, Ethernet на толстом кабеле) на три подуровня: передачи физических сигналов PS (Physical Signaling); интерфейс с устройством доступа AUI (Access Unit Interface); подключения к физической среде РМА (Physical Medium Attachment).

PS выделяется с целью облегчения схемной интеграции с канальным уровнем.

РМА согласует сигналы, поступающие из PS, с требованиями передающей среды, облегчая тем самым возможность использования определенного PS с несколькими типами передающих сред.

AUI представляет собой кабель и позволяет размещать PS на некотором расстоянии от передающей среды.

Остановимся более подробно на подуровнях модели 1ЕЕЕ и сделаем ее привязку к различным типам ЛВС и их характеристикам.

<< | >>
Источник: С.В. Пономарева. Информационные технологии в экономике : учеб.-метод. пособие. 2014

Еще по теме Локальные (вычислительные) сети:

  1. Топология локальных вычислительных сетей
  2. 3.1. ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ
  3. 9.2. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ОФИСНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
  4. 5.2. Организация работы бухгалтерии при применении вычислительной техники
  5. Вычислительный центр в парке отдыха
  6. Программа проведения вычислительных экспериментов
  7. Локальные марки
  8. 2| Глобальные и локальные бренды
  9. Локальные сметные расчеты (сметы)
  10. Локальные цивилизационные матрицы
  11. 2.2. Локальные нормативные акты
  12. 5.8. Конкуренция на локальных рынках
  13. Глубина локального финансового кризиса
  14. Глава 14 ЗНАЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНОГО НОРМОТВОРЧЕСТВА В СОВЕРШЕНИИ СДЕЛОК СЛИЯНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ
- Бюджетная система - Внешнеэкономическая деятельность - Государственное регулирование экономики - Инновационная экономика - Институциональная экономика - Институциональная экономическая теория - Информационные системы в экономике - Информационные технологии в экономике - История мировой экономики - История экономических учений - Кризисная экономика - Логистика - Макроэкономика (учебник) - Математические методы и моделирование в экономике - Международные экономические отношения - Микроэкономика - Мировая экономика - Налоги и налолгообложение - Основы коммерческой деятельности - Отраслевая экономика - Оценочная деятельность - Планирование и контроль на предприятии - Политэкономия - Региональная и национальная экономика - Российская экономика - Системы технологий - Страхование - Товароведение - Торговое дело - Философия экономики - Финансовое планирование и прогнозирование - Ценообразование - Экономика зарубежных стран - Экономика и управление народным хозяйством - Экономика машиностроения - Экономика общественного сектора - Экономика отраслевых рынков - Экономика полезных ископаемых - Экономика предприятий - Экономика природных ресурсов - Экономика природопользования - Экономика сельского хозяйства - Экономика таможенного дел - Экономика транспорта - Экономика труда - Экономика туризма - Экономическая история - Экономическая публицистика - Экономическая социология - Экономическая статистика - Экономическая теория - Экономический анализ - Эффективность производства -