Архитектура информационной сети - IT Новости из мира ПК
Remkomplekty.ru

IT Новости из мира ПК
14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Архитектура информационной сети

Многоуровневая архитектура информационных сетей

Первые информационные сети были телефонные. Но с изобретением компьютера в телефонах стали использовать элементы ЭВМ (память, компьютерный интеллект), а в вычислительной технике поняли важность построения сетей, давно применявшихся для телефонной связи. Конечная цель всех этих нововведений – доставка информации любому корреспонденту по требуемому адресу и в надлежащее время.

В течение длительного периода процесс развития связи ЭВМ шел по пути создания и применения систем передачи данных по телефонным сетям общего пользования. Лишь когда обмен цифровой информацией достиг внушительных размеров, экономически целесообразным оказалось сооружение специализированных сетей передачи данных с коммутацией каналов и коммутацией пакетов.

В настоящее время по всему миру развернуты тысячи таких сетей, предоставляющие своим пользователям возможности связываться друг с другом.

Размеры таких сетей простираются от небольших систем, соединяющих терминалы передачи данных в пределах отдельного здания или комплекса (например, промышленное предприятие), до больших географически распределенных сетей, охватывающих целые страны и даже весь земной шар.

В некоторых сетях применяется техника коммутации пакетов. В таких сетях от источника к получателю передаются блоки данных, называемые пакетами.

Источниками и получателями могут быть терминалы пользователей, компьютеры, принтеры или любые другие устройства передачи и/или обработки данных. При таком способе передачи одни и теже средства передачи информации разделяются между пакетами многих пользователей.

В сетях другого типа применяется техника коммутации каналов (цепей).

Это широко распространённые и привычные телефонные сети. В таких сетях устанавливается отдельный путь передачи, который удерживается столько времени, сколько требуется для передачи.

В настоящее время развертываются интегральные сети, объединяющие в себе как технику коммутации пакетов, так и технику коммутации каналов. В общем случае для функционирования сетей ЭВМ необходимо решить две проблемы:

– передать данные по назначению в правильном виде и своевременно;

– поступившие по назначению данные пользователю должны быть распознаваемы и иметь надлежащую форму для их правильного использования.

Первая проблема связана с задачами маршрутизации и обеспечивается сетевыми протоколами (протоколами низкого уровня). Вторая проблема вызвана использованием в сетях разных типов ЭВМ, с разными кодами и синтаксисом языка. Эта часть проблемы решается путем введения протоколов высокого уровня. Таким образом, полная архитектура, ориентированная на оконечного пользователя, включает в себя оба протокола.

На рис. 1 приведена схема связи между пользователями A и B. К промежуточному узлу связи могут быть подключены оконечные пользователи, и задачей его протоколов является предоставление оконечным пользователям соответствующих услуг. В свою очередь, это две группы протоколов: протоколы, предоставляющие сетевые услуги, и протоколы высокого уровня обычно подразделяются дальше на отдельные уровни. Каждый уровень используется для предоставления определенной услуги в смысле только что перечисленных задач, правильная и своевременная доставка данных в распознаваемой форме.

Рис. 1. Схема связи между пользователями А и В

Разработанная эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) (ЭМВОС) поддерживает концепцию, при которой каждый уровень предоставляет услуги вышестоящему уровню и базируется на основе нижележащего уровня, используя его услуги. Каждый уровень выполняет определенную функцию по передачи данных. Хотя они должны работать в строгой очередности, но каждый из уровней допускает несколько вариантов.

Архитектура и средства поддержки информационных сетей

Стандарты и коммуникационные протоколы

Эволюция логической архитектуры межмашинных коммуникаций в составе информационно-вычислительных сетей, т.е. число выделяемых уровней иерархии, услуги и функции уровней, коммуникационные протоколы и единицы данных на уровнях, привела к развитию ряда корпоративных и открытых архитектур. При этом главным направлением стандартизации в этой области является стандартизация коммуникационных протоколов, группируемых в стеки, которые реализуют конкретную коммуникационную модель.

Наиболее популярными сейчас являются стеки TCP/IP , IPX/ SPX , NetBIOS/SMB, SNA , ATM и OSI .

Стек OSI

Терминологически стек OSI следует отличать от модели ISO/OSI, которая является концептуальной основой взаимосвязи открытых систем. Стек OSI представляет собой набор вполне определенных спецификаций протоколов. В отличие от других стеков протоколов стек OSI полностью соответствует семиуровневой модели OSI. На нижних уровнях (физическом и канальном) стек включает спецификации протоколов локальных (LAN — Local Area Network) сетей 802.3 (Ethernet), 802.5 (Token Ring), FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100 VG Any LAN, а также глобальных сетей ISDN, PSDN , PSTN [4.7]. Специфицированы и разработаны протоколы сетевого, транспортного и сеансового уровня стека OSI, но они мало распространены. Наиболее популярными протоколами стека являются прикладные протоколы. К ним относятся протоколы: ISO 8571 ( FTAM -File Transfer Access and Management), ISO 9040 ( Virtual Terminal ), x.500 ( Directory Services ), X.400 (Message Handling Services) и ряд других. Из-за своей сложности протоколы OSI требуют использования высокопроизводительных машин и малопригодны для сетей персональных компьютеров. Стек OSI поддерживается правительствами США и Великобритании по программе GOSIP , в соответствии с которой все компьютерные сети, устанавливаемые в правительственных учреждениях, должны поддерживать стек OSI.

Стек TCP/IP

В стеке TCP/IP определены четыре уровня. Каждый из них участвует в решении основной задачи — организации надежной и производительной работы составной сети (например, Internet), части которой построены на основе разных сетевых технологий.

Уровень сетевых интерфейсов (рис. 4.9) в стеке не регламентируется, но он поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней для локальных и глобальных сетей (рис. 4.10). В их числе имеется спецификация, определяющая использование технологии ATM в качестве транспорта канального уровня.

Уровень межсетевого взаимодействия реализует концепцию передачи пакетов в режиме без установления соединений, не предусматривающую обмен управляющей информацией (обеспечивающей синхронизацию) до начала передачи данных. Основным протоколом уровня является протокол IP (Internet Protocol), являющийся дейтаграммным, т.е. не гарантирующим доставку пакетов до узла назначения.

К этому уровню относятся также протоколы маршрутизации RIP, OSPF и др., межсетевых управляющих сообщений (об ошибках) ICMP (Internet Control Message Protocol), разрешения адреса ARP (Address Resolution Protocol).

На транспортном уровне основным является протокол TCP (Transmission Control Protocol), служащий для надежного, сопровождаемого проверкой обмена данными между хост-компьютерами сети. Протокол UDP (User Datagram Protocol) обеспечивает предоставление прикладным программам транспортных услуг и выполняет функции мультиплексора между протоколом IP и многочисленными службами прикладного уровня.

Прикладной уровень объединяет службы, предоставляемые системой пользовательским приложениям (рис. 4.10). К ним относятся упрощенный протокол управления сетью SNMP, протокол передачи файлов FTP (использует функции протокола ТСР), простой протокол передачи электронной почты SMTP, протокол эмуляции удаленного терминала Telnet, в том числе специальная версия TN 3270 протокола Telnet, ориентированная на работу с мэйнфреймами IBM, и др. Этот уровень постоянно расширяется за счет присоединения новых служб, например, передачи гипертекстовой информации НТТР и т.д.

В TCP/IP-сетях данные перемещаются между портами взаимодействующих компьютеров. Порт представляет собой адрес, который идентифицирует приложение на передающей или принимающей стороне. Всем портам присваиваются уникальные 16-разрядные номера из диапазона 0-65535. Некоторые номера протокольных портов стандартизированы, их выделение пользователям контролирует IANA (Internet Assigned Numbers Authority).

Комбинация IP-адреса и номера порта называется сокетом. Сокет идентифицирует отдельный сетевой процесс для Internet в целом. Для определения соединения в ориентированных на логическое соединение протоколах, таких как TCP, требуется два сокета: один в передающей системе, другой — в принимающем хосте.

Стек SNA

SNA (Systems Network Architecture ) является патентованной архитектурой компании IBM, созданной в 1974 году в соответствии с иерархической моделью построения сетей, которой в то время придерживалась IBM. В эту иерархию включились мэйнфреймы (хост), коммуникационные контроллеры, кластерные (групповые) контроллеры и терминалы [4.8].

Читать еще:  Архитектура веб приложений книга

Уровневая архитектура и основные протоколы стека SNA в сопоставлении с архитектурой ISO/OSI представлены на рис. 4.9, 4.10. Как видно, модель SNA напоминает модель ISO/OSI. Но функции в ней сгруппированы по-другому.

Верхний уровень службы транзакций (Transaction Services) обеспечивает средства приложений для распределенной обработки и управления сетью. К прикладным протоколам относятся:

  • DIA (Document Interchange Architecture) — определяет стандарты обмена документами между разнородными вычислительными системами; координирует передачу файлов, поиск документов и их хранение;
  • SNADS ( SNA Distributed Service) — управляет распространением документов и сообщений (инфраструктура для распространения электронной почты);
  • DDM (Distributed Data Management ) — обеспечивает прозрачный удаленный доступ к файлам за счет механизма перенаправления запросов.

Уровень службы представления данных (Presentation Services) выполняет часть функций шестого уровня модели ISO/OSI (трансляция данных) и частично седьмого по административному управлению совместного использования ресурсов и синхронизации операций.

Уровень управления потоком данных (Data Flow Control ) по своим функциям в основном соответствует сеансовому уровню модели ISO/OSI. Он управляет диалогами, обработкой запросов и ответов, групповых сообщений и прерыванием потока данных по запросу.

Уровень управления передачей (Transmission Control) выполняет функции транспортного уровня ISO/OSI по управлению передачей данных в пределах установленных сессий и некоторые функции (шифрование/дешифрование и др.) шестого уровня.

Уровень управления маршрутом (Path Control) определяет функции, в основном входящие в сетевой уровень модели ISO/OSI, а также включает в себя управление потоками данных (в модели ISO/OSI это функция канального уровня).

Уровень звена данных (Data Link) почти аналогичен второму уровню эталонной модели и совместим с ним по используемому протоколу, так как протоколы 802.2 и SDLC входят в семейство оригинального протокола HDLC .

На этих уровнях располагаются протоколы:

  • APPC (Advanced Program-to-Program Communication) — выполняет функции сеансового и транспортного уровней ISO/OSI; на сеансовом уровне обеспечивает администрирование сеанса и трансляцию синтаксиса файлов, а на транспортном — организацию последовательностей сегментов и сквозное управление потоком данных.
  • CICS (Customer Information Control System ) — инструментальное средство для построения приложений обработки транзакций, организует доступ к распределенной файловой системе, защиту информации, многозадачность и пр.
  • IMS (Information Management System) — еще одна среда обработки транзакций, подобная CICS , позволяющая нескольким приложениям совместно использовать базы данных и планировать приоритеты транзакций.
  • TSO ( Time Sharing Operation) — обеспечивает интерактивный пользовательский терминальный интерфейс, реализуя одновременную поддержку множества независимых параллельных пользовательских сеансов; каждый пользователь TSO при помощи специальных команд получает возможность выполнять операции над наборами данных, запускать задания и контролировать ход их выполнения, использовать устройства, связываться с другими пользователями и т.п.

Среди них коммуникационные:

  • APPN (Advanced Peer-to-Peer Networking) — работает на сетевом и транспортном уровнях и обеспечивает одноранговое сетевое взаимодействие между несколькими физическими устройствами (миникомпьютерами, кластерными контроллерами, шлюзами, рабочими станциями и пр.); предусматривает управление окном передач и службу каталогов.
  • VTAM (Virtual Telecommunication Access Method ) — обеспечивает управление, обмен данными и управление потоками данных в сетях SNA ; на сеансовом уровне VTAM управляет диалогом и реализует управление сеансом, а на транспортном уровне обеспечивает сквозное управление потоками данных.
  • NCP ( Network Control Program) — протокол управления ресурсами, подключенными к коммуникационным контроллерам; частично выполняет функции сетевого уровня (маршрутизация, шлюзование) и частично — канального уровня (управление доступом к каналу, физическая и логическая адресация, управление потоком данных).

Первый уровень — физический (Physical) подобно модели ISO/OSI определяет характеристики сопряжения со средой передачи данных. Решения этого уровня основаны преимущественно на тех же стандартах и рекомендациях, что и модель ISO/OSI.

Стек ATM

Стек протоколов АТМ формально соответствует нижним уровням модели ISO/OSI и включает уровень адаптации АТМ, собственно уровень АТМ и физический уровень. Прямого соответствия между уровнями протоколов технологии АТМ и уровнями модели ISO/OSI нет.

Уровень адаптации AAL (ATM Adaptation Layer) представляет собой набор протоколов AAL1 -AAL5; действует как интерфейс с вышерасположенными уровнями и адаптирован к требованиям различных применений (речь, мультимедиа, данные и т.п.). Рекомендация I.362 определяет четыре класса услуг уровня AAL , зависящих от трех параметров:

  • временной синхронизации между отправителем и получателем (требуется или не требуется);
  • скорости передачи (постоянная или переменная);
  • режима соединения (с установлением или без установления соединения).

Таким образом, уровень AAL поддерживает прикладные программы и в таком качестве очень разнообразен; его операции зависят от характера выполняемых в системе приложений. Уровень AAL выполняет при этом некоторые функции уровней 4, 5 и 7 модели ISO/OSI.

Протокол АТМ занимает в стеке протоколов АТМ примерно то же место, что и протокол IP в стеке TCP/IP, выполняя передачу ячеек через коммутаторы при установленном и настроенном виртуальном соединении, то есть на основании готовых таблиц коммутации портов.

Одноименный уровень несет ответственность за администрирование передачи и приема между узлом пользователя и коммутатором. Уровень выполняет четыре основные функции:

  • мультиплексирование ячеек в единый поток при передаче ячеек и демультиплексирование при приеме потока;
  • трансляцию номеров виртуальных путей VPI и соединений VCI ;
  • генерацию заголовков ячеек АТМ при получении данных от уровня AAL ;
  • управление потоком по принятым методам сигнализации.

Уровень АТМ приблизительно соответствует уровням 2 и 3 эталонной модели ISO/OSI [4.9], но имеет функциональные упрощения с целью достижения большей простоты и более высокой производительности сети.

Физический уровень содержит два подуровня: сходимости передачи ТС (Transmission Convergence ) и физической среды РМ ( Physical Medium ). Первый подуровень выполняет функции генерации, формирования и разграничения кадров, генерации контрольной последовательности и корректировки скоростей передачи ячеек.

Подуровень РМ осуществляет передачу битов данных и образует электрический (оптический) интерфейс со средой передачи данных. Рекомендация I.432 определила два стандартных типа подуровня РМ на скоростях 155 и 520 Mb/s (коаксиальный кабель) и 622 Мb/s (оптоволоконный кабель) SDH / SONET . Для локальных сетей компания IBM разработала спецификацию сети АТМ со скоростью 25 Mb/s (витая пара), которая принята АТМ Forum. Имеются и другие физические интерфейсы к сетям АТМ, отличные от SDH / SONET . К ним относятся интерфейсы T1/E1, Т3/Е3 и др.

Комитет АТМ Forum разработал спецификацию, называемую LAN Emulation ( LANE , df- lane -0021.000), которая обеспечивает совместимость традиционных протоколов и оборудования локальных сетей с технологией АТМ (канальный уровень). Спецификация LANE определяет способ преобразования кадров и адресов МАС-уровня традиционных технологий локальных сетей в ячейки и коммутируемые виртуальные соединения технологии АТМ, а также способ обратного преобразования. Ввиду того, что спецификация определяет только канальный уровень взаимодействия с помощью коммутаторов АТМ и компонентов эмуляции LAN, можно образовать только виртуальные сети, а для их соединения необходимо использовать маршрутизаторы.

Архитектура информационно-вычислительных сетей;

При физическом соединении двух и более компьютеров образуется компьютерная сеть. В общем случае, для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение (сетевое оборудование) и специальное программное обеспечение (сетевые программные средства). Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными называется прямым соединением.

Основная задача при создании компьютерных сетей (слайд 4) – обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации и основано на так называемой модели OSI (модель взаимодействия открытых систем – Model of Open System Interconnections). Она создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO (International Standard Organization).

Читать еще:  Vpn ошибка сертификата

Открытая система: абонентская система, использующая при обменах информацией с другими абонентскими системами в масштабах сети унифицированный, согласно принятой модели взаимосвязи) набор стандартов. Это означает, что реальная абонентская система представляется для других партнеров сети единым стандартным образом, который не зависит от аппаратного состава ЭВМ, систем программирования, типов операционных систем, внешних устройств и т.д.

Согласно модели ISO/OSI архитектура компьютерных сетей представляется в виде совокупности иерархических уровней (общее число уровней – до 7). Самый верхний уровень – прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний – физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами.

Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты (соглашения) – протоколы. Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и характер взаимодействия программ и данных (программные протоколы). Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства (интерфейсы) и программные средства (программы поддержки протоколов – их тоже называют протоколами).

В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети подразделяются:

– локальные (LAN – Local Area Network): единый комплект протоколов для всех участников; компактны по территориальному признаку;

– глобальные (WAN – Wide Area Network): объединяют как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные протоколы; география обширна.

Назначение всех видов сетей:

– обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;

– обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Например, все участники сети могут использовать одно устройство печати (сетевой принтер) или ресурсы жестких дисков одного выделенного компьютера (файлового сервера). Если все компьютеры сети общаются друг с другом на равных, то такие сети называются одноранговыми.

Для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, служат специальные средства – шлюзы. Они могут быть аппаратными (шлюзовой сервер) и программными (компьютерная программа).

Режимы передачи данных в сети:

– симплексный – передача данных только в одном направлении (телевидение, радиовещание); информация может собираться с помощью датчиков, а потом передаваться для обработки на ЭВМ (телеметрия); в вычислительных сетях практически не используется;

– полудуплексный (поочередно двунаправленный) – обеспечивает попеременную передачу информации, источник и приемник информации последовательно меняются местами;

– дуплексный – одновременная передача и прием сообщений (телефонный разговор); наиболее скоростной режим работы, позволяет эффективно использовать вычислительные возможности быстродействующих ЭВМ.

Архитектура сети. Структура сети передачи данных и оборудование

Сегодня понятием сетевых подключений уже никого не удивишь. Однако многие из нас при упоминании о них даже особо не задумываются о том, что представляет собой такое подключение и как работают сетевые службы. Попробуем рассмотреть данный вопрос в самом кратком изложении, поскольку о сетях и их возможностях в современном мире можно было бы написать целую монографию.

Архитектура сети: основные типы

Итак, как следует из основной трактовки самого термина, компьютерные сети представляют собой определенное количество терминалов (компьютеров, ноутбуков, мобильных девайсов), соединенных между собой, что, собственно, и образует сеть.

На сегодняшний день выделяют два основных типа подключений: проводное и беспроводное, использующее соединение посредством маршрутизатора вроде Wi-Fi-роутера. Но это только вершина айсберга. На самом деле архитектура сети предполагает использование нескольких компонентов, а посему может иметь разную классификацию. Принято считать, что на данный момент существует три типа сетей:

  • одноранговые сети;
  • сети с выделенными серверами;
  • гибридные сети, включающие в себя все типы узлов.

Кроме того, отдельную категорию составляют широковещательные, глобальные, локальные, муниципальные, частные сети и другие разновидности. Остановимся на основных понятиях.

Описание сетей по типам

Начнем, пожалуй, с сетей на основе взаимодействия «главный компьютер в сети-клиент». Как уже понятно, здесь главенствующее положение занимает центральный терминал, на котором осуществляется управление сетью и всеми ее компонентами. Клиентские терминалы могут только лишь посылать запросы на предоставление соединения и в дальнейшем – на получение информации. Главный терминал в такой сети не может играть роль клиентской машины.

Одноранговые сети, часто называемые пиринговыми, отличаются от первого типа тем, что ресурсы в них в равной степени распределены между всеми подключенными терминалами. Самым простым примером можно считать процессы загрузки файлов с использованием торрентов. Конечный файл в полном или частично загруженном виде может находиться на разных терминалах. Пользовательская система, его загружающая на свой компьютер, использует все доступные на данный момент ресурсы в сети, чтобы скачать части искомого файла. Чем их больше, тем выше скорость закачки. При этом сетевая адресация особой роли не играет. Главное условие состоит в том, чтобы на клиентской машине было установлено соответствующее программное обеспечение. Оно-то и будет производить клиентские запросы.

Архитектура сети типа «клиент-сервер» является самой простой. Соединение между компьютерными терминалами (не важно, каким способом оно производится) для упрощенного понимания можно представить в виде библиотечного зала, в котором имеется хранилище или полки с книгами (центральный сервер) и столы, где посетители могут почитать материал, взятый с полок.

Очевидно, что здесь прослеживается четкая взаимосвязь: посетитель приходит в библиотеку, регистрируется или представляет уже зарегистрированные личные данные (сетевая идентификация на основе присвоенного IP-адреса), затем ищет нужную литературу (сетевой запрос), наконец, берет книгу и читает ее.

Естественно, сравнение это самое примитивное, ведь современные сети работают намного сложнее. Тем не менее для упрощенного понимания структуры такой пример подойдет как нельзя лучше.

Вопросы идентификации терминалов

Теперь несколько слов о том, как производится распознавание компьютеров сети любого типа. Если кто не знает, любому терминалу при подключении присваивается два типа IP-адреса, или, проще говоря, уникального идентификатора: внутренний и внешний. Внутренний адрес уникальным не является. А вот внешний IP – да. В миру нет двух машин с одинаковым IP. Именно это и позволяет идентифицировать любой гаджет, будь то компьютерный терминал или мобильное устройство, на все сто.

За все это отвечает соответствующий протокол. На данный момент самым распространенным и наиболее широко применяемым является IPv4. Однако, как показывает практика, он себя уже изжил, поскольку стал неспособен предоставлять уникальные адреса в связи с возросшим количеством клиентских устройств. Посмотрите только на мобильную технику, ведь за последнее десятилетие используемых гаджетов стало столько, что чуть ли не каждый второй житель Земли имеет в своем распоряжении тот же мобильный телефон.

Протокол IPv6

Таким образом, и архитектура сети, в частности Интернета, начала изменяться. И на смену четвертой версии пришла шестая (IPv6). Пока она еще особо широкого применения не получила, тем не менее, как утверждается, будущее не за горами, и вскоре практически все провайдеры, предоставляющие услуги связи, перейдут именно на этот протокол (при условии наличия активного сервера DHCP шестой версии).

Посудите сами, ведь с применением этого проткола с предоставлением 128-битного адреса позволяет зарезервировать намного больше адресов, чем при использовании четвертой версии.

Выделенные серверы

Теперь рассмотрим выделенные серверы. Обозначение говорит само за себя: они предназначены для каких-то конкретных задач. Грубо говоря, это самый настоящий интернет-сервер виртуального типа, полностью принадлежащий пользователю, который берет его в аренду. В этом и заключается смысл хостинга, когда владелец подкасты главного ресурса может размещать на выделенном пространстве любую информацию.

Читать еще:  Как установить linux рядом с windows 7

Кроме того, за безопасность отвечает не арендатор, а именно тот, кто сдает серверное пространство в аренду. Примеров таких серверов можно привести достаточно много. Тут вам и почта, и игры, и файлообменники, и личные страницы (не путать с аккаунтами в социальных сетях и службах такого типа), и многое другое.

Локальные сети

Локальная сеть, или, как ее часто называют, «локалка», организуется для объединения в одно целое ограниченного числа терминалов. Архитектура локальной сети в смысле подключения, как уже понятно, может представлять собой и проводное соединение, и доступ по типу VPN. И в том и в другом случае требуется наличие подключения к главному администраторскому серверу. Сетевые службы в этом случае могут работать в двойном режиме: с автоматической идентификацией (присвоением адреса каждой машине) или с ручным вводом параметров.

Локальные сети, в принципе, имеют отличительную особенность, состоящую только в том, что любому терминалу нужны регистрация (что не требуется, например, в пиринговых сетях) и центральный сервер (плюс админ). Кроме того, доступ к «расшаренной» информации может быть либо полным, либо ограниченным. Тут все зависит от настроек. Однако если посмотреть даже на так называемые облачные сервисы, они-то, по сути, тоже представляют собой виртуальную сеть, где юзеры, проходя аутентификацию, и получают права на доступ к определенной информации, скачиванию или редактированию файлов и т. д. При всем этом иногда предусмотрено даже одновременное изменение содержимого файла в режиме реального времени.

Архитектура сети Интернет: немного истории

Наконец, переходим к сети, которая сегодня является самой большой в мире. Конечно же, это Интернет, или World Wide Web. Прототипом Всемирной паутины принято считать ARPANET – коммуникацию, разработанную для военных целей в США еще в 1969 году. Тогда, правда, было протестировано соединение всего лишь между двумя узлами, но со временем подключение к сети с помощью кабеля было установлено даже с терминалами, находящимися в Великобритании.

Только много позже, когда появилась идентификация на основе протоколов TCP/IP и система присвоения доменных имен, и возникло то, что сегодня мы и называем Интернетом.

Вообще, как считается, в сети Интернет не существует единого центрального сервера, где могла бы храниться вся информация. Да на сегодняшний день и дисковых накопителей такой емкости не существует. Вся информация распределена между сотнями тысяч отдельных серверов разного типа. Иными словами, Интернет в равной степени можно отнести и к одноранговой, и к гибридной сети. При всем этом на отдельно взятой машине можно создать собственный интернет-сервер, который позволит не только управлять параметрами сети или сохранить нужную информацию, но и обеспечить к ней доступ другим пользователям. Раздача Wi-Fi – чем не самый простой пример?

Основные параметры и настройки

Что же касается параметров и настроек, тут все просто. Как правило, ручной ввод сетевых IP, DNS- или прокси-серверов давно не используется. Вместо этого любой провайдер предоставляет услуги автоматического распознавания компьютера или мобильного девайса в сети.

В Windows-системах доступ к этим настройкам производится через свойства сети с выбором параметров протокола IPv4 (или, если работает, IPv6). Как правило, в самих настройках указывается автоматическое получение адресов, что избавляет пользователя от ввода данных вручную. Правда, в некоторых случаях, особенно при настройке RDP-клиентов (удаленный доступ) или при организации доступа к некоторым специфичным службам, ручной ввод данных является обязательным.

Заключение

Как видим, понимание того, что собой представляет архитектура сети, в общем-то, особо сложным не является. В принципе, здесь рассматривались только основные аспекты организации работы сетей, чтобы пояснить любому, даже самому неподготовленному юзеру, этот вопрос, так сказать на пальцах. На самом же деле, конечно, все намного сложнее, ведь мы не затрагивали понятия серверов DNS, прокси, DHCP, WINS и т. д., а также вопросы, связанные с программным обеспечением. Думается, даже этой минимальной информации хватит для понимания структуры и основных принципов функционирования сетей любого типа.

Многоуровневая архитектура информационных сетей

Первые информационные сети были телефонные. Но с изобретением компьютера в телефонах стали использовать элементы ЭВМ (память, компьютерный интеллект), а в вычислительной технике поняли важность построения сетей, давно применявшихся для телефонной связи. Конечная цель всех этих нововведений – доставка информации любому корреспонденту по требуемому адресу и в надлежащее время.

В течение длительного периода процесс развития связи ЭВМ шел по пути создания и применения систем передачи данных по телефонным сетям общего пользования. Лишь когда обмен цифровой информацией достиг внушительных размеров, экономически целесообразным оказалось сооружение специализированных сетей передачи данных с коммутацией каналов и коммутацией пакетов.

В настоящее время по всему миру развернуты тысячи таких сетей, предоставляющие своим пользователям возможности связываться друг с другом.

Размеры таких сетей простираются от небольших систем, соединяющих терминалы передачи данных в пределах отдельного здания или комплекса (например, промышленное предприятие), до больших географически распределенных сетей, охватывающих целые страны и даже весь земной шар.

В некоторых сетях применяется техника коммутации пакетов. В таких сетях от источника к получателю передаются блоки данных, называемые пакетами.

Источниками и получателями могут быть терминалы пользователей, компьютеры, принтеры или любые другие устройства передачи и/или обработки данных. При таком способе передачи одни и теже средства передачи информации разделяются между пакетами многих пользователей.

В сетях другого типа применяется техника коммутации каналов (цепей).

Это широко распространённые и привычные телефонные сети. В таких сетях устанавливается отдельный путь передачи, который удерживается столько времени, сколько требуется для передачи.

В настоящее время развертываются интегральные сети, объединяющие в себе как технику коммутации пакетов, так и технику коммутации каналов. В общем случае для функционирования сетей ЭВМ необходимо решить две проблемы:

– передать данные по назначению в правильном виде и своевременно;

– поступившие по назначению данные пользователю должны быть распознаваемы и иметь надлежащую форму для их правильного использования.

Первая проблема связана с задачами маршрутизации и обеспечивается сетевыми протоколами (протоколами низкого уровня). Вторая проблема вызвана использованием в сетях разных типов ЭВМ, с разными кодами и синтаксисом языка. Эта часть проблемы решается путем введения протоколов высокого уровня. Таким образом, полная архитектура, ориентированная на оконечного пользователя, включает в себя оба протокола.

На рис. 1 приведена схема связи между пользователями A и B. К промежуточному узлу связи могут быть подключены оконечные пользователи, и задачей его протоколов является предоставление оконечным пользователям соответствующих услуг. В свою очередь, это две группы протоколов: протоколы, предоставляющие сетевые услуги, и протоколы высокого уровня обычно подразделяются дальше на отдельные уровни. Каждый уровень используется для предоставления определенной услуги в смысле только что перечисленных задач, правильная и своевременная доставка данных в распознаваемой форме.

Рис. 1. Схема связи между пользователями А и В

Разработанная эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI) (ЭМВОС) поддерживает концепцию, при которой каждый уровень предоставляет услуги вышестоящему уровню и базируется на основе нижележащего уровня, используя его услуги. Каждый уровень выполняет определенную функцию по передачи данных. Хотя они должны работать в строгой очередности, но каждый из уровней допускает несколько вариантов.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×