63625 (Комп’ютерні мережі), страница 2

Session Layer (сеансовий рівень) - п'ятий рівень в ієрархічній семирівневій еталонній моделі взаємодії відкритих систем OSI (див. Basic Reference Model), організуючий способи взаємодії прикладних процесів кореспондентів, що зв'язуються. Встановлення зв'язку, виконуване сеансовим рівнем, включає адресацію і аутентифікацію користувача (обробку імен, паролів і прав доступу). Встановивши зв'язок, сеансовий рівень управляє передачею інформації між прикладними процесами, поставляючи прикладним функціям користувача порції даних за допомогою транспортного рівня.

Presentation layer (рівень представлення) – шостий (у порядку розташування від до верху низу) рівень багаторівневої ієрархічної структури еталонної моделі відкритих систем OSI (див. Basic Reference Model). Представляє інформацію в потрібній формі, тобто вирішує задачі перетворення формату файлів і задачі мережевого інтерфейсу до периферійних пристроїв. На цьому рівні може також виконуватися шифрування даних в цілях забезпечення безпеки при передачі інформації через мережі або стиснення даних.

Application Layer (прикладний рівень рівень) - рівень 7 (верхній) багаторівневої ієрархічної структури організації взаємодії відкритих систем моделі OSI (див. Basic Reference Model). Прикладний рівень є основним, ради якого організовані всі інші. На відміну від функцій нижніх рівнів, залежних від апаратної частини системи, функції прикладного рівня залежать від задач користувача і можуть бути найрізноманітнішими, оскільки реалізують інтерфейс між прикладним програмним забезпеченням і системою зв'язку.

3. Локальні комп’ютерні мережі

Локальні мережі поділяються на однорангові та багаторангові. В однорангових мережах всі користувачі мають однакові права. Користувачі такої мережі можуть здійснювати обмін даних між собою, використовувати спільні ресурси (принтери, диски і т.д.) Прикладом такої мережі може служити мережа на базі операційної системи Wіndows`95.

Багаторангова мережа відрізняється від однорангової тим, що в ній використовується один або декілька (у випадку використання великої кількості робочих місць) більш потужних комп'ютерів, які називаються сервером. Всі інші комп'ютери такої мережі називаються робочими станціями. Сервер призначений для керування роботою мережі, збереження загальної інформації. Перевагою мереж такого типу є можливість здійснювати керування правами користувачів такої мережі. Для прикладу можна розглянути наступний випадок.

Мережею підприємства користуються багато співробітників, але кожний працівник цього підприємства використовує тільки ті дані та програми, які потрібні для виконання його функціональних обов'язків. Всі інші ресурси мережі для нього є недоступними, що забезпечує захист інформації від несанкціонованого копіювання. До даних всього підприємства має доступ тільки ті користувачі, які мають на це права, що регламентуються сервером.

Сервер працює під керуванням спеціального системного програмного забезпечення, наприклад операційних систем Wіndows NT, Unіx та інш. Для роботи з мережею кожен користувач повинен бути зареєстрований на сервері. Сервером керує системний адміністратор, який і визначає права користувача в мережі. Для користувача створюється спеціальний профіль завантаження операційної системи, визначаються, якими мережевими ресурсами може користуватись працівник, встановлюються дозволені години користування ресурсами мережі та багато іншого.

Середовище передачі даних у ЛОМ може бути провідним і безпровідним. У провідному середовищі інформація передається по кабелю, у безпровідному – за допомогою електромагнітних хвиль різної природи: інфрачервоних, радіохвиль і т.д. У ЛОМ використовуються три типи кабелю: кручена пара, коаксіальний і оптоволокольнний.

Прикладом найпростішої мережі можуть служити два комп'ютери з'єднані між собою через паралельні або послідовні порти. Для створення повноцінної локальної мережі потрібно використовувати спеціальний додатковий пристрій – мережевий адаптер.

Топологія мережі визначає фізичне розташування сітьових кабелів, а також фізичне підключення клієнтів до мережі. В даний час використовуються три схеми (топології) побудови мереж: шина, зірка і кільце. Кожній із цих схем властиві свої переваги і недоліки.

Шина

Найбільш дешевою схемою організації мережі є топологія шини, що припускає безпосереднє підключення всіх мережевих адаптерів до мережевого кабелю.

Всі комп'ютери в мережі підключаються до одного кабелю. Перший і останній комп'ютери повинні бути розв'язані. У ролі розв'язки (термінатора) виступає простий резистор, що використовується для гасіння сигналу, що досягає кінця мережі, щоб запобігти виникненню перешкод. Крім того, один і тільки один із кінців мережевого кабелю повинний бути заземлений, що дозволить уникнути виникнення петлі заземлення.

Основним недоліком топології шини є ймовірність виходу з ладу всієї мережі при виникненні несправності на будь-якій ділянці мережевого кабелю. Для виявлення місця несправності шину доведеться розбити на дві окремі частини, що дозволить з'ясувати, у який із них виник обрив. Потім сегмент кабелю, у якому був виявлений обрив, також розділяється на дві частини, і подібна процедура повторюється, доти, поки несправність не буде локалізована Цей процес забирає достатньо багато часу Проте це не виключає можливості використання топології шини. Вона щонайкраще підходить для об'єднання комп'ютерів у навчальних класах і створення невеликих мереж, де кабелі можна прокласти в легко доступних місцях.

Зірка

Для організації більшості мереж у даний час застосовується топологія зірки. У даному випадку недолік, пов'язаний із ймовірністю виникнення обриву в загальному кабелі, вирішується застосуванням окремих кабелів для підключення кожного з комп'ютерів до головного мережевого кабелю. Кожна робоча станція підключається до повторювача, який має декілька портів, що називається хабом, або концентратором. Хаб, у свою чергу, підключається до головного мережевого кабелю. Основним призначенням хаба є передача сигналів від головного кабелю мережі до окремих робочих станцій, як показано на. У випадку обриву кабелю, що з'єднує хаб із робочою станцією, зв'язок із мережею втратить тільки ця станція. Інші ж зможуть безперешкодно продовжувати роботу в мережі. Проте у випадку виходу з ладу хабу зв'язок із мережею втрачають всі залучені до нього користувачі станцій. Звичайно, такого роду несправність виявляється досить легко, оскільки всі користувачі, залучені до цьому хабу, негайно звернуть увагу адміністратора мережі на неполадку, що виникла. На відміну від топології шини, де на пошук неполадки йде велика кількість сил і часу, а хаб, що вийшов із ладу, буквально заявляє про себе сам.

На випадок виникнення подібної аварії необхідно мати про запас резервний хаб, яким можна було б замінити хаб, що вийшов з ладу. Тому має сенс обладнувати всю мережу хабами одного типу. Крім того, гарні результати дає застосування інтелектуальних хабів. Подібні хаби підтримують протокол SNMP, що можна використовувати для віддаленого керування і тестування хаба, не покидаючи робочого місця.

Кільце

Топологія кільця застосовується головним чином фірмою ІBM для організації кільцевих мереж з естафетним доступом. Структура мережі, побудованої на основі даної топології, нагадує структуру у випадку топології зірки. Замість хабу користувачі станції підключаються до пристрою множинного доступу (Multіple Access Unіt, або MAU), що робить логічне з'єднання комп'ютерів мережі в кільце, як показано на Топологія кільця має ті ж переваги, що і топологія зірки, оскільки фізична організація цих двох типів мереж ідентична. Звідси випливає, що топології кільця властиві і ті ж самі недоліки, оскільки частіше усього з ладу виходить пристрій множинного доступу. В теперішній час в залежності від апаратної реалізації найбільш широке розповсюдження знайшли ЛОМ типу Ethernet і ЛОМ типу Token Ring.

ЛОМ типу Ethernet.

Мережі типу Ethernet з’явилися на початку 70-х років. Мережі цього класу як правило мають шинну топологію. Середовище передачі даних у мережі Ethernet – кручена пара чи коаксіальний кабель з опором 50 Ом. Використовується два види коаксіального кабелю: товстий діаметром близько 1 см і тонкий діаметром близько 0,5 см. Метод доступу до шини випадковий з контролем несучої і виявленням зіткнень. Для роботи комп’ютера в мережі необхідна мережева плата Ethernet. Підключення мережевої плати до шини для тонкого кабелю – 195 м, для товстого – 500 м. На кінцях шини встановлюються термінатори. Один і тільки один з термінаторів повинний бути заземлений. До такої шини може бути підключено не більш 30 чи 100 станцій. При необхідності охопити локальною мережею Ethernet територію більшу, ніж це дозволяє коаксіальний кабель, застосовують додаткові пристрої – повторювачі. Їхнє завдання в мережі – ретранслювати всю інформацію, що надходить, відновлюючи амплітуду, фазу і форму сигналу. У мережі може бути тільки до 4-х повторювачів. Це дозволяє збільшити максимальну довжину шини до 925 метрів для тонкого і до 2500 метрів для товстого кабелю. Кручена пара використовується переважно в мережах Ethernet зіркоподібної топології. Комп’ютери з’єднуються в мережу за допомогою концентраторів. Кожен комп’ютер підключається до концентратора за допомогою відповідного розніму. Відстань комп’ютера від концентратора не повинна перевищувати 100 метрів.

Мережі типу Token Ring.

Мережі типу Token Ring з’явилися на початку 80-х років. Мережі цього класу мають кільцеву топологію. Середовище передачі даних – кручена пара, коаксіальний кабель, оптоволоконний кабель. У кільці можуть бути використані змішані типи кабелю. Метод доступу до середовища передачі детермінований з передачею права. Швидкість передачі даних у мережі Token Ring складає величину порядку 4-16 Мбіт в секунду.

4. Глобальна співдружність комп’ютерних мереж Інтернет

4.1 Етапи формування

Комп'ютерною мережею називають сукупність обчислювальних машин, з'єднаних між собою каналами передачі даних і призначених для розподілу та колективного використання апаратних, обчислювальних, програмних засобів та інформаційних ресурсів. За територіальним розміщенням мережі поділяють на глобальні (охоплюють території окремих країн, континетнів), регіональні (розташовані в межах певного регіону: області, району, міста), локальні (працюють в межах однієї організації, лабораторії, а іноді в межах міста). Всесвітньо відомою глобальною мережею, яка дозволяє здійснювати комп'ютерний зв'язок між усіма континентами світу, є Iнтернет.

Прообраз мережі Iнтернет було створено в кінці шістдесятих років на замовлення Міністерства оборони США. На той час існувало дуже мало потужних комп'ютерів, і для проведення наукових досліджень виникла потреба забезпечити доступ багатьох вчених до цих машин. При цьому міністерство оборони поставило умову, щоб мережа продовжувала працювати навіть після знищення її частини, тому підвищена надійність Iнтернета була закладена вже при його створенні. Днем народженння Iнтернета можна назвати 2 січня 1969 року. В цей день Агенство перспективних досліджень (ARPA - Advanced Research Projects Agency), що є одним з підрозділів Міністерства оборони США, почало роботу над проектом зв'язку комп'ютерів оборонних організацій. В результаті наукових пошуків була створена мережа ARPANET, в основу функціонування якої покладено принципи, на яких пізніше буде побудовано Iнтернет.

Наступним кроком в розвитку Iнтернета стало створення мережі Національного наукового фонду США (NFS). Мережа, названа NFSNET, об'єднала наукові центри Сполучених Штатів. При цьому основою мережі стали 5 суперкомп'ютерів, з'єднаних між собою високошвидкісними лініями зв'язку. Всі решта користувачів під'єднувалися до мережі і могли використовувати можливості, надані цими комп'ютерами.

Мережа NFSNET швидко зайняла місце ARPANET, і останню ліквідували в 1990 році. Розвиток мережі потребував її реорганізації, тому в 1987 році було створено NFSNET Backbon - базову частину, або хребет мережі. Хребет складався із 13 центрів, з'єднаних один з одним високошвидкісними каналами зв'язку. Центри розміщувалися в різних частинах США. Таким чином з'явилася мережа Iнтернет в США.

Одночасно були створені національні мережі в інших країнах. Комп'ютерні мережі різних країн почали об'єднуватися, і в дев'яностих роках з'явився Iнтернет в його сьогоднiшньому вигляді. Зараз Iнтернет об'єднує тисячі різних мереж, розміщених по всьому світу. До нього мають доступ десятки мільйонів користувачів. Ріст і розвиток Iнтернета продовжується, спостерігається збільшення його ролі у всіх інформаційних технологіях.

4.2 Структура Інтернет

Як і будь-яка інша комп'ютерна мережа, Iнтернет складається з багатьох комп'ютерів, з'єднаних між собою лініями зв'язку(каналами), і встановлених на цих комп'ютерах програм. Є декілька способів доступу до мережі Iнтернет, які визначаються вибраним каналом.

Найпоширенішим варіантом каналу серед приватних користувачів є так звана комутована лінія, або, інакше кажучи, виділена звичайна телефонна лінія, по якій дані можуть передаватися за допомогою модема. Перевагою такого каналу є дешевизна: при наявності у користувача вдома телефонного зв'язку канал готовий до експлуатації. Недоліками тут є невисока швидкість і якість зв'язку, адже якість зв'язку залежить від того, сучасною чи застарілою є телефонна станція, до якої під'єднано комп'ютер. Бажано теж, щоб комп'ютер користувача був під'єднаний до тієї ж станції, що і сервер провайдера (організація, що надає послуги по під'єднанню до комп'ютерної мережі Iнтернет). Швидкість передачі інформації обмежується меншою з двох наступних величин: максимальною швидкістю, яку "витримує" телефонна лінія (у нас це реально 28.8 Кбіт, в окремих випадках 33.6 Кбіт) і швидкістю модема.

Виділена (або некомутована, тобто персональна) лінія є найпоширенішим каналом, яким з'єднані комп'ютери, що працюють в мережі на постійній основі. Негативною стороною такого каналу є, в першу чергу, висока ціна прокладання і трохи вища вартість мережевих послуг. Позитивною - практично бездоганна якість і значно вища швидкість. Для виділеної лінії може використовуватися як звичайний кабель(Ethernet), так і телефонна пара. Дуже перспективним є використання оптоволоконних кабелів.

Якщо "протягнути дріт" проблематично через природні або політичні перешкоди, тоді використовують супутниковий канал.

Як зазначено вище, користувачі Iнтернета під'єднуються до мережі через комп'ютери спеціальних організацій, які називаються провайдерами (provider - постачальник) послуг Iнтернета. До мережі можуть бути під'єднані як окремий комп'ютер, так і локальна мережа. В останньому випадку вважають, що до Iнтернета під'єднані всі комп'ютери даної локальної мережі, хоча лінією зв'язку з Iнтернетом з'єднаний лише один комп'ютер. З'єднання може бути постійним або тимчасовим. Всі організації, з'єднані між собою найшвидшими лініями зв'язку, утворюють базову частину мережі, або хребет Iнтернета.

Насправді відмінність між користувачами і провайдерами досить умовна. Кожен користувач, який під'єднав свій комп'ютер або локальну мережу до Iнтернета і встановив необхідне програмне забезпечення, може надавати послуги під'єднання до мережі інших користувачів, тобто стати провайдером.

В загальному випадку Iнтернет здійснює обмін інформацією між двома довільними комп'ютерами, під'єднаними до мережі. Комп'ютери, під'єднані до Iнтернета, часто називають вузлами Iнтернета, або сайтами. Сайти (вузли), встановлені у провайдерів, забезпечують доступ користувачів до Iнтернета. існують також вузли, що спеціалізуються тільки в наданні інформації.