Основные компоненты компьютерных сетей принципы пакетной передачи данных презентация
Обновлено: 04.07.2024
КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ – это система компьютеров, связанных каналами передачи информации.
Локальная сеть (в пределах помещения, предприятия) дает возможность пользователям не только быстро обмениваться информацией, но и более эффективно использовать ресурсы объединенных в сеть компьютеров: внешнюю память, устройство печати, сканер и другие технические устройства, а также программное обеспечение.
Глобальные сети связывают между собой многие локальные сети, а также автономные компьютеры пользователей. Размеры глобальных сетей не ограничены. Существуют корпоративные, национальные и международные глобальные сети.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| seti.ppt | 225 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Компьютерные сети: виды, структура, принципы функционирования. Аппаратное и программное обеспечение работы глобальных компьютерных сетей. Скорость передачи данных.
Что такое компьютерная сеть КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ – это система компьютеров, связанных каналами передачи информации Локальная сеть (в пределах помещения, предприятия) дает возможность пользователям не только быстро обмениваться информацией, но и более эффективно использовать ресурсы объединенных в сеть компьютеров: внешнюю память, устройство печати, сканер и другие технические устройства, а также программное обеспечение. Линия передачи данных Локальные сети Глобальные сети Глобальные сети связывают между собой многие локальные сети, а также автономные компьютеры пользователей. Размеры глобальных сетей не ограничены. Существуют корпоративные, национальные и международные глобальные сети.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ сетевая операционная система Программное обеспечение совместное использование общих аппаратных средств (накопителей, принтеров, модемов . . .) оперативный обмен данными информационная система учреждения (предприятия) Назначение Организация одноранговая сеть сеть с выделенным сервером Локальные сети Глобальные сети Технические средства Компьютер - сервер Терминал абонента Модем Линия связи ИНТЕРНЕТ: информационные услуги Электронная п о ч т а World Wide Web Другие службы ИНТЕРНЕТа телеконференции файловые архивы базы данных chat (прямое общение) интернет – телефония поисковые службы Web - страница Web - сайт Почтовый сервер П о ч т о в а я программа (клиент) Почтовый ящик Электронное п и с ь м о
АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЕТЕЙ Клиент-программа Сервер-программа Протокол работы сети Модем Модем Телефонная линия Компьютер-сервер Терминал абонента
ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ ГЛОБАЛЬНАЯ (ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ) СЕТЬ – это объединение многих локальных сетей и отдельных компьютеров, находящихся на больших расстояниях друг от друга. INTERNET Архитектура глобальной сети Региональная сеть Отраслевая (корпоративная) сеть узел 2 узел1 ШЛЮЗ узел 3
ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ (ЛС) ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ – это небольшие компьютерные сети, работающие в пределах одного помещения, одного предприятия Пользователю одноранговой сети могут быть доступны ресурсы всех подключенных к ней компьютеров (в том случае, если эти ресурсы не защищены от постороннего доступа). Сеть с выделенным сервером организована по следующему принципу: имеется один центральный компьютер (сервер) и множество подключенных к нему менее мощных компьютеров - рабочих станций. Центральная машина обычно имеет больший объем внешней памяти, к ней подключены устройства, которых нет на рабочих станциях (принтер, сканер, модем для выхода в глобальную сеть и пр.). ОДНОРАНГОВАЯ СЕТЬ СЕТЬ С ВЫДЕЛЕННЫМ СЕРВЕРОМ Сервер
МОДЕЛИ РАЗЛИЧНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Вариант соединения компьютеров, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой, называется ЛИНЕЙНАЯ ШИНА. Если к каждому компьютеру подходит отдельный кабель из одного центрального узла, то реализуется локальная сеть типа ЗВЕЗДА. Обычно при такой схеме соединения центральным узлом является более мощный компьютер. Звезда Топология сети Линейная шина
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ Клиент-программа Сервер-программа Протокол работы сети Модем Модем Телефонная линия Компьютер-сервер Терминал абонента УЗЛОВОЙ КОМПЬЮТЕР высокая производительность большой объем внешней памяти постоянно включен для работы в сети МОДЕМ - это устройство согласования цифрового сигнала с аналоговой (телефонной) линией связи (модуляция-демодуляция) 1200 бит/сек . . . 56 Кбит/сек ЛИНИИ СВЯЗИ Телефонные линии Оптико-волоконные коммутируемые выделенные радиорелейные спутниковые Беспроводные
Примеры доменов: ru - Россия by - Белоруссия ua - Украина kz - Казахстан uk - Великобритания de - Германия fr - Франция it - Италия us - США (редко) g ov - правит. m il - военные com- коммерч. еdu - образов. n et - сетевые org – прочие
Пример задания: Петя записал IP-адрес школьного сервера на листке бумаги и положил его в карман куртки. Петина мама случайно постирала куртку вместе с запиской. После стирки Петя обнаружил в кармане четыре обрывка с фрагментами IP-адреса. Эти фрагменты обозначены буквами А, Б, В и Г. Восстановите IP-адрес. В ответе укажите последовательность букв, обозначающих фрагменты, в порядке, соответствующем IP-адресу.
Презентация на тему: " Принципы пакетной передачи данных Борисов В.А. КАСК – филиал ФГБОУ ВПО РАНХ и ГС Красноармейск 2011 г." — Транскрипт:
1 Принципы пакетной передачи данных Борисов В.А. КАСК – филиал ФГБОУ ВПО РАНХ и ГС Красноармейск 2011 г.
2 2 При использовании разделяемой среды передачи данных очень важную для пользователей роль играет время доступа к среде.
3 Время доступа к среде Время ожидания с момента, когда рабочая станция готова начать пересылку, и до момента, когда рабочая станция получает доступ к среде передачи и начинает пересылку данных. 3
4 В процессе пакетной передачи данных осуществляется одновременное взаимодействие между несколькими узлами сети. 4
5 5 Сети с коммутацией пакетов Сети, информационный обмен которых, основан на передаче по линиям связи последовательностей пакетов.
6 6 Разбиение данных на пакеты Процесс, в результате которого исходные данные делятся на отдельные блоки небольшого размера, снабженные специальной служебной и управляющей информацией.
7 7 Функции специальной служебной и управляющей информации возможность передачи данных; сбор данных в надлежащем порядке на стороне получателя; проверка целостности и достоверности данных после их пересылки.
8 8 Методы взаимодействия дейтаграммный метод, т. е. метод взаимодействия без установки логического соединения; метод взаимодействия с предварительной установкой логического соединения.
9 9 Дейтаграммный метод Логическое соединение не устанавливается и не ликвидируется после завершения передачи.
10 10 Метод взаимодействия с предварительной установкой логического соединения Приемник и передатчик обмениваются служебными пакетами, позволяющими устанавливать, ликвидировать и контролировать состояние логического канала связи.
11 11 Обобщенный формат пакета Синонимами термина «пакет» являются «кадр», «дейтаграмма».
12 12 Структура полей пакета Преамбула пакета определенная последовательность битов, позволяющая сетевым устройствам обнаружить присутствие сигнала в среде передачи и произвести синхронизацию приемника; Стартовый ограничитель обозначает начало пакета;
13 13 Структура полей пакета Адрес назначения адрес узла, которому адресован данный пакет; Адрес отправителя адрес узла, сгенерировавшего и пославшего данный пакет в сеть;
14 14 Структура полей пакета Служебная информация содержит характеристики пакета: тип, размер, формат, маршрут его доставки и т. д.; Данные непосредственно информация, которую необходимо передать по сети;
15 15 Структура полей пакета Контрольная сумма пакета некоторое значение, рассчитанное по определенным алгоритмам на основе данных всего пакета; Конечный ограничитель обозначает окончание пакета.
16 16 Формат кадров Ethernet Raw /LLCEthernet IIEthernet SNAP
17 17 Передача кадра Ethernet
18 18 Передача кадра Ethernet
19 19 Поля формата кадра Raw адрес назначения; адрес источника; длина; данные; контрольная сумма кадра.
20 20 Формат кадра Ethernet LLC
21 21 Формат кадра Ethernet II
22 22 Формат кадра Ethernet SNAP
23 23 Fast Ethernet
24 24 Формат кадров Token Ring кадр маркера; кадр данных; прерывающая последовательность.
25 25 Состав кадра маркера начальный ограничитель; контроль доступа: - приоритет; - признак маркера; - признак монитора; - резервный приоритет; конечный ограничитель.
26 26 Поля кадра данных стартовый ограничитель; контроль доступа; контроль кадра; адрес получателя; адрес отправителя; данные; контрольная сумма; конечный ограничитель; статус кадра.
27 27 Поля контроля кадра тип кадра характеризует тип передаваемой информации; идентификатор управления определяет тип управляющего кадра.
28 28 Задачи управляющих кадров проверка уникальности физического адреса рабочей станции сети; оповещение рабочих станций сети о благополучном функционировании активного монитора сети; оповещение о существовании резервного монитора; обмен информацией между станциями при выборе активного монитора сети; передача специальных тестирующих кадров; «очистка» кольца.
29 29 Состав поля статус кадра признак распознавания; признак копирования.
30 30 Состав кадра прерывающей последовательности начальный ограничитель; конечный ограничитель.
Основные
компоненты
компьютерных сетей
Главной целью объединения
вычислительных устройств в
сеть является удаленный доступ к
разделяемым ресурсам:
пользователи компьютеров,
подключенных к сети, или
приложения, выполняемые на
этих компьютерах, получают
возможность доступа к
разнообразным ресурсам других
компьютеров сети, находящихся
на расстоянии.
Основные компоненты компьютерных
сетей
◦ К таким разделяемым ресурсам относятся:
периферийные устройства (принтеры,
плоттеры, сканеры и др.); данные,
хранящиеся в оперативной памяти или на
внешних запоминающих устройствах;
вычислительная мощность (за счет
удаленного запуска своих программ на чужих
компьютерах).
Аппаратное и
программное
обеспечение сетей
Конструктивно компьютерная сеть
представляет собой совокупность
компьютеров, которые объединены
каналами связи и обеспечена
аппаратным и программным сетевым
оборудованием.
На каждом клиенте сети
устанавливается программа-клиент.
На серверах сети устанавливают
программу-сервер, которая
предоставляет услуги программамклиентам.
Аппаратное и программное обеспечение
сетей
◦ Проще всего построить
локальную сеть из двух
компьютеров (прямое
соединение). Для этого нужен
специальный кабель ( «патчкорд», максимальная длина до 100
м), чтобы соединить их сетевые
адаптеры (карты), и
соответствующие настройки на
обоих компьютерах. .
Аппаратное и программное обеспечение
сетей
◦ Чтобы построить локальную сеть с
большим количеством компьютеров,
нужно специальное устройство —
сетевой коммутатор («свитч») или
сетевой концентратор («хаб»). К нему (а
следовательно, и к локальной сети)
подсоединяют компьютеры и другие
сетевые устройства, которые
укомплектованы сетевыми адаптерами:
принтеры, сканеры и т.п.
Аппаратное и программное обеспечение
сетей
◦ Внешние устройства, в составе
которых нет сетевых карт,
подсоединяют к сети через
компьютер. Для построения
локальной сети или для передачи
данных между различными
локальными сетями и их
подключения к Интернету
используют также
маршрутизаторы (роутеры).
Основные
аппаратные
компоненты
компьютерных сетей
Основными компонентами
сети являются компьютеры
(включая необходимые
периферийные устройства),
сетевое программное
обеспечение и средства
коммуникаций.
Сетевые компьютеры
Все компьютеры, объединенные в сеть, делятся на
основные и вспомогательные.
◦ Основные – это абонентские ПЭВМ (клиенты). Они
выполняют все необходимые информационновычислительные работы и определяют ресурсы
сети.
◦ Вспомогательные ЭВМ (серверы) служат для
преобразования и передачи информации от одной
ЭВМ к другой по каналам связи и коммутационным
машинам (host-ЭВМ).
◦ Host-ЭВМ - это компьютеры, установленные в узлах
сети и решающие вопросы коммутации в сети. К
качеству и мощности серверов предъявляются
повышенные требования, а в роли хост-машины
могут выступать любые ПЭВМ.
HostЭВМ
серве
ры
клиенты
Серверы
Сервер - выделенный для
обработки запросов клиентов
вычислительной сети
компьютер, предоставляющий
этим станциям доступ к общим
системным ресурсам
(вычислительным мощностям,
базам данных, библиотекам
программ, принтерам, факсам и
др.) и распределяющий эти
ресурсы. Такой универсальный
сервер часто называют сервером
приложений.
Серверы
Серверы в сети часто
специализируются.
Специализированные серверы
используются для устранения
наиболее узких мест в работе
вычислительной сети: создание и
управление базами данных и
архивами данных, поддержка
многоадресной факсимильной связи
и электронной почты, управление
многопользовательскими
терминалами (принтерами,
плоттерами) и др.
Файл-сервер
(File Server)
Файл-сервер (File
Server) используется для
работы с файлами данных,
имеет объемные дисковые
запоминающие устройства
(часто на отказоустойчивых
дисковых массивах).
Архивационный
сервер (сервер
резервного
копирования)
Архивационный сервер (сервер
резервного копирования) служит для
резервного копирования
информации в крупных
многосерверных сетях, использует
накопители на магнитной ленте
(стриммеры) со сменными
картриджами и обычно выполняет
ежедневное автоматическое
архивирование со сжатием
информации с серверов и рабочих
станций по сценарию, заданному
администратором сети (с
составлением каталога архива).
Факс-сервер (Net
SatisFaxiori)
Факс-сервер (Net SatisFaxiori) выделенный компьютер для
организации эффективной
многоадресной факсимильной
связи с системой защиты
информации от
несанкционированного
доступа в процессе передачи и
системой хранения
электронных факсов.
Почтовый сервер
(Mail Server)
Почтовый сервер (Mail
Server) - то же, что и факссервер, но для организации
работы электронной почты.
На таком сервере хранятся
электронные почтовые ящики.
Сервер печати
(Print Servert)
Сервер печати (Print
Servert) предназначен для
эффективного использования
системных принтеров.
Коммутационная
сеть
Коммутационная сеть образуется
множеством серверов и host-ЭВМ,
соединенных физическими каналами
связи, которые называют
магистральными. В качестве
магистральных каналов используют
кабели типа "витая пара", коаксиальные
и оптоволоконные кабели. В качестве
магистральных в компьютерных сетях
могут также использоваться
телефонные и спутниковые каналы
связи. Кроме кабелей в состав средств
коммуникаций входит
специализированное сетевое
оборудование.
Топология
Важнейшей характеристикой локальной
вычислительной сети является топология,
определяемая способом объединения
компьютеров в сеть. В современных ЛВС
используются несколько топологических
структур сетей: шинная, звездообразная,
кольцевая и многосвязная (некоторое
сочетание перечисленных структур).
Топология "звезда" предполагает, что
каждый компьютер подключен с помощью
отдельного кабеля к объединяющему
устройству. Топология "общая шина"
предполагает использование одного
кабеля, к которому подключены все
компьютеры сети. В топологии "кольцо"
данные передаются от одного компьютера
к другому как бы по эстафете.
Два уровня
топологии
Различают два уровня
топологии - физический и
логический. Под физической
топологией понимается
реальная схема соединения
узлов сети каналами связи, а
под логической - структура
маршрутов потоков данных
между узлами. Физическая и
логическая топологии не
всегда совпадают.
Сетевое ПО
Сетевое ПО включает несколько типов
программных приложений. Клиент- приложение,
посылающее запрос к серверу. Оно отвечает за
обработку, вывод информации и передачу
запросов серверу. Сервер - виртуальная ЭВМ,
выполняющая функции по обслуживанию
клиента и распределяющая ресурсы системы:
совместно используемые несколькими
пользователями принтеры, базы данных,
программы, внешнюю память и др. Сетевой
сервер поддерживает выполнение функций
сетевой операционной системы. Сервер баз
данных обеспечивает обработку запросов к базам
данных в многопользовательских системах. Он
является средством решения сетевых задач, в
которых локальные сети используются для
совместной обработки данных, а не просто для
организации коллективного использования
удаленных внешних устройств.
Архитектура
К сетям, как и к отдельным
персональным компьютерам,
приложимо понятие
"архитектура", под которой
понимается конструирование
сложных объединений ПК,
предоставляющих
пользователям широкий набор
различных информационных
ресурсов. Архитектура сетей
имеет на6op характеристик.
Открытость
Заключается в обеспечении
возможности подключения в
контур сети любых типов
современных персональных
компьютеров.
Ресурсы
◦ Значимость и ценность сети должны
определяться набором хранимых в ней
знаний, данных и способностью
технических средств оперативно их
представлять либо обрабатывать.
Динамичность
Заключается в минимизации
времени отклика сети на
запрос пользователя.
Интерфейс
Предполагается, что сеть
обеспечивает широкий набор
сервисных функции по
обслуживанию пользователя и
предоставлению ему
запрашиваемых
информационных ресурсов.
Автономность
Понимается как возможность
независимой работы сетей
различных уровней.
Коммуникации
К ним предъявляются особые
требования, связанные с
обеспечением четкого
взаимодействия ПК по любой
принятой пользователем
конфигурации сети. Сеть
обеспечивает защиту данных от
несанкционированного доступа,
автоматическое восстановление
работоспособности при аварийных
сбоях, высокую достоверность
передаваемой информации и
вычислительных процедур.
Основные аппаратные
компоненты
компьютерных сетей
Основными компонентами
компьютерной сети являются:
NIC (Национальная
интерфейсная карта)
хаб (или Концентратор)
Свитчи (или коммутаторы)
маршрутизатор
Модем
Кабели и разъемы
NIC (Национальная
интерфейсная карта)
NIC - это устройство, которое
помогает компьютеру
взаимодействовать с другим
устройством. Карта сетевого
интерфейса содержит
аппаратные адреса, протокол
уровня канала передачи
данных использует этот адрес
для идентификации системы в
сети, чтобы она передавала
данные в правильное место
назначения.
NIC (Национальная интерфейсная карта)
Существует два типа сетевых карт:
беспроводной сетевой и проводной сетевой.
◦ Беспроводная сетевая карта: все
современные ноутбуки, телефоны,
планшеты и т.д. используют беспроводную
сетевую карту. В беспроводной сетевой
плате соединение осуществляется с
помощью антенны, в которой используется
технология радиоволн.
◦ Проводной сетевой адаптер. Кабели
используют проводной сетевой адаптер
для передачи данных через носитель.
хаб (или
Концентратор)
Хаб - это центральное
устройство, которое разделяет
сетевое соединение на
несколько устройств. Когда
компьютер запрашивает
информацию с сети, он
отправляет запрос в хаб. хаб
распространяет этот запрос на
все подключенные
компьютеры.
маршрутизатор
Маршрутизатор - это
устройство, которое
подключает локальную сеть к
Интернету. Маршрутизатор в
основном используется для
подключения отдельных сетей
или подключения интернета к
нескольким компьютерам.
Модем
Модем подключает компьютер
к интернету по существующей
телефонной линии. Модем не
интегрирован с материнской
платой компьютера. Модем это отдельная часть слота для
ПК на материнской плате.
Кабели и разъемы
◦ Кабель витой пары
◦ Коаксиальный кабель
◦ Оптоволоконный кабель
Кабель
Кабель является средством передачи,
которое передает сигналы связи. Есть три
типа кабелей:
витая-пара
коаксиальный
оптоволоконный
Кабель
витой пары
это высокоскоростной кабель,
который передает данные со
скоростью 1 Гбит / с или
более.
Коаксиальный
кабель
Коаксиальный кабель
напоминает установочный
кабель телевизора.
Коаксиальный кабель дороже,
чем витая пара, но
обеспечивает высокую
скорость передачи данных.
Оптоволоконный кабель
◦ Оптоволоконный кабель - это
высокоскоростной кабель, который
передает данные с помощью световых
лучей. Это обеспечивает высокую скорость
передачи данных по сравнению с другими
кабелями. Это дороже по сравнению с
другими кабелями, поэтому относительно
недавно начали использовать для
комерческих задач.
Основные принципы
◦ При коммутации пакетов все передаваемые
пользователем цифровые данные разбиваются
передающим узлом на небольшие (до нескольких
килобайт) части — пакеты (англ. packet). Каждый
пакет оснащается заголовком, в котором
указывается, как минимум, адрес узла-получателя и
номер пакета. Передача пакетов по сети происходит
либо независимо друг от друга, тогда пакеты
называют дейтаграммами (datagram), а режим
индивидуальной коммутации пакетов —
дейтаграммным режимом, либо по виртуальным
соединениям, то есть в режиме, «ориентированном
на соединения» (англ. Connection-oriented
communication). Коммутаторы такой сети имеют
внутреннюю буферную память для временного
хранения пакетов, что позволяет сглаживать
пульсации трафика на линиях связи между
коммутаторами.
Недостатки коммутации пакетов
Коммутацию пакетов способно осуществлять только сложное
устройство; без микропроцессорной техники пакетную сеть
наладить практически невозможно.
Пропускная способность расходуется на передачу технических
данных (служебной информации).
Задержки доставки, в том числе переменные, из-за того, что
при занятости исходящего канала пакет может ждать своей
очереди в коммутаторе.
Особенности пакетной передачи данных
В сети с пакетной коммутацией максимальный размер пакета устанавливается на основе 3-х
факторов:
◦ распределение длин пакетов,
◦ характеристика среды передачи (главным образом, скорость передачи),
◦ стоимость передачи.
Для каждой передающей среды выбирается свой оптимальный размер пакета.
Методы пакетной коммутации
Существует два метода пакетной коммутации: дейтаграммный (датаграммный) и способ
виртуальных соединений.
Виртуальный метод
◦ Виртуальное соединение может существовать до тех пор, пока отправленный одним из
абонентов специальный служебный пакет не сотрет инструкции в узлах.
◦ Режим виртуальных соединений эффективен при передаче больших массивов информации.
◦ Преимущества режима виртуальных соединений перед дейтаграммным заключается в
обеспечении упорядоченности пакетов, поступающих в адрес получателя, и сравнительной
простоте управления потоком данных вдоль маршрута в целях ограничения нагрузки в сети, в
возможности предварительного резервирования ресурсов памяти на узлах коммутации.
Виртуальный метод
◦ К недостаткам следует отнести отсутствие воздействия изменившейся ситуации в сети на
маршрут, который не корректируется до конца связи. Виртуальная сеть в значительно меньшей
степени подвержена перегрузкам и зацикливанию пакетов, за что приходится платить худшим
использованием каналов и большей чувствительностью к изменению топологии сети.
◦ Все узлы, окружающие данный узел коммутации, ранжируются по степени близости к адресату, и
каждому присваивается 1, 2 и т.д. ранг. Пакет сначала посылается в узел первого ранга, при
неудаче - в узел второго ранга и т.д. Эта процедура называется алгоритмом маршрутизации.
Существуют алгоритмы, когда узел передачи выбирается случайно, и тогда каждая дейтаграмма
будет идти по случайной траектории.
9) Что такое браузер? Виды популярных браузеров? Браузер (WEB-браузер) – это программа, которая обеспечивает просмотр Интернет-сайтов на компьютерных устройствах и гаджетах.
Читайте также: