Модели и структуры информационных сетей Надежность и безопасность

Локальные и глобальные сети

Учебная дисциплина "Локальные вычислительные сети" (ЛВС) на практических (лабораторных) занятиях выполняется в компьютерном классе РГТЭУ, с использованием локальных сетей и файл-сервера, рабочих станций (персональных компьютеров), модемов, принтеров, графопостроителей, сканеров, учебных стендов и макетов, а также различных программ и операционных сетей на базе Microsoft Widows. При проведении лабораторных работ (практических занятий ) необходимо следовать правилам техники безопасности, внутренним инструкциям и содержанию учебно-методических материалов УММ по темам занятий.

Витая пара

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двух­жильное проводное соединение часто называемое «витой парой» (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 10 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и безпроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля. Как выглядит экранированная витая пара видно ниже.

image005

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации. Основные сервисы сетевой среды Internet Все сервисы также можно разделить на транспортно-маршрутизационные, поисковые и информационные. Основным назначением транспортно-маршрутизационных сервисных протоколов и соответствующих сервисов является облегчение функционирования систем маршрутизации и доставки на базе основных транспортных протоколов, а также, придания сетевым соединениям более высокой гибкости и конфигурируемости. Сервисы и их протоколы объединяют в единое целое информационные ресурсы Internet и способы работы с ними.

image006

Рис.2. Коаксиальный кабель.

Широкополосный коаксиальный кабель

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

image007

Еthernet- кабель

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (thick) или желтый кабель (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet - около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Сheapernеt-кабель

Более дешевым, чем Ethernet-кабель является соединение Cheapernet-кабель или, как его часто называют, тонкий (thin) Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в десять миллионов бит/с.

При соединении сегментов Сhеарегnеt-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов (СР-50). Дополнительное экранирование не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей (T-connectors).

Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а общее расстояние для сети на Cheapernet-кабеля - около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате и как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала

Оптоволоконные линии

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.

image003

Таблица 1.

Показатели трех типовых сред для передачи.

Показатели

Среда передачи данных

 

Двух жильный кабель - витая пара

Коаксиальный кабель

Оптоволоконный кабель

Цена

Невысокая

Относительно высокая

Высокая

Наращивание

Очень простое

Проблематично

Простое

Защита от прослушивания

Незначительная

Хорошая

Высокая

Показатели

Среда передачи данных

 

Двух жильный кабель - витая пара

Коаксиальный кабель

Оптоволоконный кабель

Проблемы с заземлением

Нет

Возможны

Нет

Восприимчивость к помехам

Существует

Существует

Отсутствует

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают противоподспущивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.

Типы и частота возникновения ошибок Ошибки в работе программного и аппаратного обеспечения сети обычно оказывают непосредственное и значительное влияние на производительность сети, так как время, затрачиваемое на ликвидацию последствий ошибок, является потерянным для выполнения нормальных операций. Ошибки в кадрах, связанные с коллизиями

Ошибки кадров Ethernet в стандарте RMON Стандарт RMON определяет следующие типы ошибок кадров Ethernet: etherStatsCRCAlignErrors - общее число полученных пакетов, которые имели длину (исключая преамбулу) между 64 и 1518 байтами, не содержали целое число байт (alignmenterror) или имели неверную контрольную сумму (FCSerror).

Потери пакетов Регулярные потери пакетов или кадров могут иметь очень тяжелые последствия для локальных сетей, так как протоколы нижнего уровня (канальные протоколы) рассчитаны на качественные кабельные каналы связи и работают поэтому в дейтаграммном режиме, оставляя работу по восстановлению потерянных пакетов протоколам верхнего уровня.

Мы живем в быстроменяющемся мире, причем меняющемся кардинальным образом. Сегодня можно достаточно обоснованно говорить о том, что наступает качественно новый этап развития цивилизации, существо которого состоит в освоении и широкомасштабном использовании информации и ее высшей формы - научных знаний — практически во всех сферах социальной активности общества.

Структура и сигнал. Однако, что происходит, когда необходимо передать информацию на расстояние большее, чем позволяет канал связи? Совершенно очевидно, что каналы связи должны быть включены в каскадную схему. Последовательность бит создает новую единицу — „данное“. Реализация свойства направленности требует рассматривать данное как структуру, состоящую из двух частей: адресной и содержательной. Адресная часть управляет направлением переноса, а содержательная часть несет смысловое значение.

Ключевым фактором постиндустриального развития - информационной революции являются качественные, революционные изменения информационных и коммуникационных технологий. В результате информационной революции повышается роль и значимость информационной сферы в жизнедеятельности общества и государства, она из разряда вспомогательных переходит в разряд определяющих

Распределенные системы обработки данных Архитектура распределенных систем и основные понятия распределенной обработки данных

Программная структура РСОД отражает состав компонентов сетевого программного обеспечения (ПО) и связи между ними. Очевидно, что состав сетевого ПО определяется логической структурой, т. е. функциями, выполняемыми ее службами, В то же время связи между компонентами ПО во многом зависят от физической структуры.

Уровень среды для конечного пользователя (user environment) характеризуется входными и выходными описаниями (генераторы форм и отчетов), языками проектирования информационной модели предметной области (языки 4GL), функциями утилит и библиотечных программ и прикладным уровнем среды коммуникаций, когда необходимы услуги дистанционного обмена информацией. На этом же уровне определена среда (инструментарий) прикладного программирования (application environment): языки и системы программирования, командные языки (оболочки ОС), языки запросов систем управления базами данных (СУБД), уровни сессий и представительный среды коммуникаций.

Открытые системы и объектно-ориентированный подход В связи с применением открытых систем весьма перспективным направлением представляется объектно-ориентированный подход проектирования и программирования. Объектно-ориентированное программирование - это относительно новый подход к разработке программных систем.

От централизованных систем - к вычислительным сетям Эволюция вычислительных систем Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.

Изучение основных компо-нентов ПК и основных видов периферийного обо-рудования, способов их подключения, основных характеристик. Определение по внешнему виду типов разъемов и подключаемого к ним оборудования. Оборудование: макет сис-темного блока, монитор, клавиатура, мышь, кабели в комплекте, периферийные устройства с различного типа разъемами (принтер, модем, и т.д.).
Методы маршрутизации информационных потоков