Классификация компьютерной сети

Компьютерная сеть – это система связи компьютеров и компьютерного оборудования. Для передачи данных могут быть использованы электрические сигналы, световые сигналы или электромагнитное излучение. Обеспечить слаженную работу поможет правильный монтаж локальных компьютерных сетей. Техническое обслуживание компьютеров является следующим этапом после прокладки сети. Цены на аутсорсинг компьютеров также определяется в каждом конкретном случае.

Классификация компьютерных сетей по назначению:

• вычислительные компьютерные сети – решают задания всех пользователей, по вопросам обмена данных между абонентами;
• информационные сети – предоставляют информационные услуги пользователям;
• смешанные сети – совмещают в себе обе функции.

Для классификации используются разные признаки. Их выбор заключается в выделении из существующего многообразия тех признаков (которые важны для ит аутсорсинга), которые позволят обеспечить данную классификационную систему обязательными качествами:

• возможность классификации всех компьютерных сетей;
• дифференциация разных сетей;
• однозначность классификации всех компьютерных сетей;
• наглядность, простоту и практическое удобство классификационной системы.

Однако, в основном, компьютерные сети классифицируются по признакам структурных и функциональных организаций

Классификация по территориальной распространенности

• CAN - стандарт промышленной сети, который ориентирован на объединение в одну сеть исполнительных устройств и датчиков.
• LAN - локальные сети, которые имеют замкнутую инфраструктуру для выхода к поставщикам услуг. Это может быть и маленькая офисная сеть, и сеть крупного предприятия. Локальные сети - сети закрытого типа, и доступ к ним разрешается только ограниченному кругу абонентов, что связано с их профессиональной деятельностью.
• MAN– это городские сети, которые располагаются между учреждениями в пределах одного, нескольких городов. Они связывают много локальные вычислительные сети.
• WAN – это глобальная сеть, которая покрывает большие географические регионы, включает в себя и локальные сети, и другие телекоммуникационные сети и устройства. Глобальные сети открыты и ориентированы обслуживать любых пользователей.

11 12.2. Управление взаимодействием прикладных процессов

Реализация рассредоточенных и взаимодействующих процессов в сетях осуществляется на основе двух концепций, одна из которых устанавливает связи между процессами без функциональной среды между ними, а другая определяет связь только через функциональ­ную среду. В первом случае правильность понимания действий, про­исходящих в рамках соединяемых процессов взаимодействующих АС, обеспечивается соответствующими средствами теледоступа в составе сетевых операционных систем (СОС). Однако предусмотреть такие средства на все случаи соединения процессов нереально. Поэтому взаимодействующие процессы в сетях соединяются с помощью функ­циональной среды, обеспечивающей выполнение определенного сво­да правил — протоколов связи процессов. Обычно эти протоколы реализуются с учетом принципа пакетной коммутации, в соответствии с которым перед передачей сообщение разбивается на блоки — паке­ты определенной длины. Каждый пакет представляет собой независи­мую единицу передачи информации, содержащую, кроме собственно данных, служебную информацию (адреса отправителя и получателя, номер пакета в сообщении, информацию для контроля правильности принятых данных).

Практика создания и развития ТВС привела к необходимости раз­работки стандартов по всему комплексу вопросов организации сете­вых систем. В 1978 г. Международная организация по стандартиза­ции (МОС) предложила семиуровневую эталонную модель взаимодей­ствия открытых систем (ВОС), которая получила широкое распространение и признание. Она создает основу для анализа суще­ствующих ТВС и определения новых сетей и стандартов.

В соответствии с эталонной моделью ВОС абонентская система представляется прикладными процессами и процессами взаимодей­ствия АС (рис. 12.3). Последние разбиваются на семь функциональ­ных уровней. Функции и процедуры, выполняемые в рамках одного функционального уровня, составляют соответствующий уровневый протокол. Нумерация уровневых протоколов идет снизу вверх, а их названия указаны на рис. 12.3. Функциональные уровни взаимодей­ствуют на строго иерархической основе: каждый уровень пользуется услугами нижнего уровня и, в свою очередь, обслуживает уровень, расположенный выше. Стандартизация распространяется на прото­колы связи одноименных уровней взаимодействующих АС. Создание ТВС в соответствии с эталонной моделью ВОС открывает возмож­ность использования сети ЭВМ различных классов и типов. Поэтому сеть, удовлетворяющая требованиям эталонной модели, называется открытой.

Рис.12.3. Семиуровневая модель протоколов взаимодействия открытых систем
Функциональные уровни рассматриваются как составные неза­висимые части процессов взаимодействия АС. Основные функции, реализуемые в рамках уровневых протоколов, состоят в следующем.

^ Физический уровень непосредственно связан с каналом передачи данных, обеспечивает физический путь для электрических сигналов, несущих информацию. На этом уровне осуществляется установле­ние, поддержка и расторжение соединения с физическим каналом, оп­ределение электрических и функциональных параметров взаимодей­ствия ЭВМ с коммуникационной подсетью.

^ Канальный уровень определяет правила совместного использования физического уровня узлами связи. Главные его функции: управление передачей данных по информационному каналу (генерация стартово­го сигнала и организация начала передачи информации, передача ин­формации по каналу, проверка получаемой информации и исправле­ние ошибок, отключение канала при его неисправности и восстановле­ние передачи после ремонта, генерация сигнала окончания передачи и перевода канала в пассивное состояние) и управление доступом к пе­редающей среде, т.е. реализация выбранного метода доступа к обще­сетевым ресурсам. Физический и канальный уровни определяют ха­рактеристики физического канала и процедуру передачи по нему кад­ров, являющихся контейнерами, в которых транспортируются пакеты.

^ Сетевой уровень реализует функции буферизации и маршрутиза­ции, т.е. прокладывает путь между отправителем информации и ад­ресатом через всю сеть. Основная задача сетевого протокола — про­кладка в каждом физическом канале совокупности логических кана­лов. Два пользователя, соединенные логическим каналом, работают так, как будто только в их распоряжении имеется физический канал.

^ Транспортный уровень занимает центральное место в иерархии уровней сети. Он обеспечивает связь между коммуникационной под­сетью и верхними тремя уровнями, отделяет пользователя от физи­ческих и функциональных аспектов сети. Главная его задача — уп­равление трафиком (данными пользователя) в сети. При этом выпол­няются такие функции, как деление длинных сообщений, поступающих от верхних уровней, на пакеты данных (при передаче информации) и формирование первоначальных сообщений из набора пакетов, полу­ченных через канальный и сетевой уровни, исключая их потери или смещение (при приеме информации). Транспортный уровень есть гра­ница, ниже которой пакет данных является единицей информации, управляемой сетью. Выше этой границы в качестве единицы инфор­мации рассматривается только сообщение. Транспортный уровень обеспечивает также сквозную отчетность в сети.

^ Сеансовый уровень предназначен для организации и управления сеансами взаимодействия прикладных процессов пользователей (се­анс создается по запросу процесса пользователя, переданному через прикладной и представительный уровни). Основные функции: управ-

ление очередностью передачи данных и их приоритетом, синхрониза­ция отдельных событий, выбор формы диалога пользователей (полу­дуплексная, дуплексная передача).

^ Представительный уровень (уровень представления данных) пре­образует информацию к виду, который требуют прикладные процес­сы пользователей (например, прием данных в коде ASCII и выдача их на экран дисплея в виде страницы текста с заданным числом и длиной строк). Представительный уровень занимается синтаксисом данных. Выше этого уровня поля данных имеют явную смысловую форму, а ниже его поля рассматриваются как передаточный груз, и их смысло­вое значение не влияет на обработку.

^ Прикладной уровень занимается поддержкой прикладного процес­са пользователя и имеет дело с семантикой данных. Он является гра­ницей между процессами сети и прикладными (пользовательскими) процессами. На этом уровне выполняются вычислительные, инфор­мационно-поисковые и справочные работы, осуществляется логичес­кое преобразование данных пользователя.

Работы по совершенствованию эталонной модели ВОС для ЛВС привели к декомпозиции уровней 1 и 2. Канальный уровень разделен на два подуровня: подуровень управления логическим каналом (пере­дача кадров между PC, включая исправление ошибок, диагностика работоспособности узлов сети) и подуровень управления доступом к передающей среде (реализация алгоритма доступа к среде и адреса­ция станций сети). Физический уровень делится на три подуровня: передачи физических сигналов, интерфейса с устройством доступа и подключения к физической среде.

В ЛВС процедуры управления на физическом, канальном и транс­портном уровнях не отличаются сложностью, в связи с чем эти уров­ни управления реализуются в основном техническими средствами, называемыми станциями локальной сети (СЛС) и адаптерами ЛВС. По существу, адаптер вместе с физическим каналом образует инфор­мационный моноканал, к которому подключаются системы сети, вы­ступающие в качестве абонентов моноканала.

12 Управление доступом к передающей среде

26.04.2011, 10:42

Media Access Control (MAC), уровень управления доступом к среде (передачи) — подуровень протокола передачи данных, также известен, как Medium Access Control. Является подуровнем канального (второго) уровня модели OSI. MAC обеспечивает адресацию и механизмы управления доступом к каналам, что позволяет нескольким терминалам или точкам доступа общаться между собой в многоточечной сети (например, в локальной или городской вычислительной сети). Подуровень MAC выступает в качестве интерфейса между подуровнем управления логической связью и физическим (первым) уровнем модели OSI, и эмулирует полнодуплексный логический канал связи в многоточечной сети. Механизм адресации Основная статья: MAC-адрес Механизм адресации уровня MAC называется физической адресацией или MAC-адресами. MAC-адрес представляет собой уникальный серийный номер (см. OUI), который присваивается каждому сетевому устройству (такому, как сетевая карта в компьютере или сетевой коммутатор)[1] во время изготовления и позволяет однозначно определить его среди других сетевых устройств в мире. Это гарантирует, что все устройства в сети будут иметь различные MAC-адреса (по аналогии с почтовыми адресами), что делает возможным доставку пакетов данных в место назначения внутри подсети (англ. Subnetwork), т.е. физической сети, состоящей из нескольких сегментов, взаимосвязанных повторителями, хабами, мостами или свичами (но не IP-маршрутизаторами). IP-маршрутизаторы могут соединять несколько подсетей. Примером физической сети может служить Ethernet-сеть, которая может быть расширена точками доступа беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN) и сетевыми адаптерами WLAN, так как они делят те же 48-битные MAC-адреса, что и Ethernet. MAC-уровень не требуется при полнодуплексной связи «точка-точка», но поля MAC-адреса включены в некоторые протоколы «точка-точка» для обеспечения совместимости. [править] Механизм контроля доступа к каналу Механизм контроля доступа к каналу, предоставляемый уровнем MAC, также известен, как протокол множественного доступа. Данный протокол позволяет нескольким станциям делить между собой одну среду передачи данных, к которой они подключены. Примерами разделяемой физической среды могут служить сети с топологиями типа «шина», «кольцо», а также сети, созданные с помощью сетевых концентраторов (хабов), беспроводные сети и сети с полудуплексным подключением «точка-точка». Протокол множественного доступа может определять и предотвращать коллизии пакетов (кадров) данных при условии, что в качестве режима конкурирующего доступа используется метод доступа к каналу, или зарезервированы ресурсы для установления логического канала (при использовании метода доступа к каналу, основанному на методе кольцевого переключателя или разбиения среды на каналы). Механизм множественного доступа основан на схеме мультиплексирования физического уровня. Наиболее широко используемый протокол множественного доступа основывается на протоколе CSMA/CD, используемом в Ethernet. Этот механизм используется только внутри сетевого домена коллизий, например, в шине Ethernet или в сетевом концентраторе (хабе). Сеть Ethernet может быть разделена на несколько доменов коллизий, соединённых мостами и маршрутизаторами. Протокол множественного доступа не используется в коммутируемых полнодуплексных сетях, таких, как используемые сегодня коммутируемые сети Ethernet, но частично доступен в оборудовании для обеспечения совместимости.