Conceptul de " reteaua de informatii” (spre deosebire de conceptul de „rețea de telecomunicații”) este mai încăpător și reflectă întreaga varietate de procese informaționale efectuate în rețea atunci când sistemele finale interacționează printr-o rețea de telecomunicații. Rețeaua de telecomunicații, astfel, ca parte a rețelei de informații îndeplinește funcțiile sistem de transport, prin care se realizează deplasarea fluxurilor de informații despre utilizator și serviciu generate de procesele informaționale.
În general, sub reteaua de informatii Cum obiect fizic ar trebui înțeles un set de sisteme terminale dispersate geografic unite printr-o retea de telecomunicatii, prin care se asigura interactiunea proceselor aplicative activate in sistemele terminale si accesul colectiv al acestora la resursele retelei.
Toată munca intelectuală din rețeaua informațională, după cum vedem (vezi Fig. 3), este efectuată la periferie, adică. în sistemele terminale ale rețelei, iar rețeaua de telecomunicații, deși ocupă o poziție centrală, este doar o componentă de conectare. Rețeaua de informații este în esență supliment inteligent printr-o rețea de telecomunicații prin care utilizatorii(Utilizatorii) oferă mecanisme de prelucrare a informațiilor, căutarea eficientă a acesteia oriunde în rețea și în orice moment, precum și posibilitatea acumulării și stocării acesteia.
Așadar, conceptul de „rețea informațională” în cazul nostru indică o schimbare în centrul atenției atunci când studiem sau cercetăm o rețea de info-comunicații către procesele informaționale care au loc în rețea atunci când sistemele finale interacționează printr-o rețea de telecomunicații. Descrierea acestei interacțiuni demonstrează complexitatea construirii unei arhitecturi de comunicare într-o rețea (arhitectura de comunicare este discutată în detaliu mai târziu în cursul prelegerilor).
Procesele informaționale rețelele pot fi împărțite în două grupe. Prima dintre acestea include procesele de aplicare(Procese de aplicare). Ei domină rețeaua. Procesele de aplicare sunt inițiate atunci când programele utilizatorului sunt apelate aplicatii(Aplicații). Toate celelalte procese din rețea (determinarea formatelor de prezentare a informațiilor pentru transmiterea prin rețea, stabilirea modurilor de transfer al datelor, rutelor de promovare etc.) sunt auxiliare și sunt destinate să servească proceselor de aplicare. Ei formează un grup de așa-numite procese de interacțiune(Procese de interfuncționare). Procesele de aplicare și interacțiune sunt acceptate sisteme de operare în rețea(SOS).
Figura 3. Rețeaua de informații
Resursele rețelei informaționale sunt împărțite în resurse de informații, resurse de procesare și stocare a datelor, resurse software și de comunicații.
Resurse informaționale reprezintă informații și cunoștințe acumulate în toate domeniile științei, culturii și societății, precum și produse din industria divertismentului. Toate acestea sunt sistematizate în bănci de date de rețea cu care interacționează utilizatorii rețelei. Aceste resurse determină valoarea de consum a rețelei de informații și nu trebuie doar să fie create și extinse în mod constant, ci și arhivate și actualizate în timp, iar utilizarea rețelei ar trebui să ofere posibilitatea de a primi informații actualizate exact atunci când este nevoie.
Resurse de prelucrare și stocare a datelor este performanța procesoarelor și cantitatea de memorie a calculatoarelor care funcționează în rețea, precum și timpul în care sunt utilizate.
Resursele programului sunt software de rețea: software de server, software de stație de lucru și drivere; software de aplicație axat pe utilizarea capacităților rețelei și implicat în furnizarea de servicii către utilizatori; instrumente: utilitare, analizoare, instrumente de control al rețelei, precum și programe pentru funcții conexe. Acestea din urmă includ: emiterea facturii, contabilizarea plății serviciilor, navigarea (asigurarea căutării informațiilor în rețea), întreținerea cutiilor poștale electronice din rețea, organizarea de punți pentru teleconferințe, conversia formatelor mesajelor de informații transmise, protecția criptografică a informațiilor (codificare și criptare). ), autentificarea (în special, semnătura electronică a documentelor, certificarea autenticității acestora).
Resurse de comunicare sunt resursele implicate în transportul și redistribuirea fluxurilor de informații în rețea. Acestea includ lățimea de bandă a liniilor de comunicație și echipamentele punctelor nodale, precum și timpul în care acestea sunt ocupate atunci când utilizatorul interacționează cu rețeaua. Acestea sunt clasificate în funcție de tipul de mijloc de transmisie și de tehnologia de telecomunicații utilizată.
Toate resursele enumerate în rețeaua de informații sunt impartit, adică pot fi utilizate simultan de mai multe procese de aplicare.
Principala cerință pentru o rețea de informații este de a oferi utilizatorilor acces eficient la resursele partajate. Toate celelalte cerințe - debitul, fiabilitatea, supraviețuirea, calitatea serviciului - determină calitatea acestei cerințe de bază.
Conceptul de " reteaua de informatii” (spre deosebire de conceptul de „rețea de telecomunicații”) este mai încăpător și reflectă întreaga varietate de procese informaționale efectuate în rețea atunci când sistemele finale interacționează printr-o rețea de telecomunicații. Rețeaua de telecomunicații, astfel, ca parte a rețelei de informații îndeplinește funcțiile sistem de transport, prin care se realizează deplasarea fluxurilor de informații despre utilizator și serviciu generate de procesele informaționale.
În general, sub reteaua de informatii Cum obiect fizic ar trebui înțeles un set de sisteme terminale dispersate geografic unite printr-o retea de telecomunicatii, prin care se asigura interactiunea proceselor aplicative activate in sistemele terminale si accesul colectiv al acestora la resursele retelei.
Toată munca intelectuală din rețeaua informațională, după cum vedem (vezi Fig. 3), este efectuată la periferie, adică. în sistemele terminale ale rețelei, iar rețeaua de telecomunicații, deși ocupă o poziție centrală, este doar o componentă de conectare. Rețeaua de informații este în esență supliment inteligent printr-o rețea de telecomunicații prin care utilizatorii(Utilizatorii) oferă mecanisme de prelucrare a informațiilor, căutare eficientă a acesteia oriunde în rețea și în orice moment, precum și posibilitatea acumulării și stocării acesteia.
Așadar, conceptul de „rețea informațională” în cazul nostru indică o schimbare în centrul atenției atunci când studiem sau cercetăm o rețea de info-comunicații către procesele informaționale care au loc în rețea atunci când sistemele finale interacționează printr-o rețea de telecomunicații. Descrierea acestei interacțiuni demonstrează complexitatea construirii unei arhitecturi de comunicare într-o rețea (arhitectura de comunicare este discutată în detaliu mai târziu în cursul prelegerilor).
Procesele informaționale rețelele pot fi împărțite în două grupe. Prima dintre acestea include procesele de aplicare (Procese de aplicare). Ei domină rețeaua. Procesele de aplicare sunt inițiate atunci când programele utilizatorului sunt apelate aplicatii(Aplicații). Toate celelalte procese din rețea (determinarea formatelor de prezentare a informațiilor pentru transmiterea prin rețea, stabilirea modurilor de transfer al datelor, rutelor de promovare etc.) sunt auxiliare și sunt destinate să servească proceselor de aplicare. Ei formează un grup de așa-numite procese de interacțiune (procese de interfuncționare). Procesele de aplicare și interacțiune sunt acceptate sisteme de operare în rețea(SOS).
Figura 3. Rețeaua de informații
Sisteme terminale ale rețelei informaționale
Sistemele terminale ale unei rețele de informații pot fi clasificate astfel:
sisteme terminale(TerminalSystem) - calculatoare ale utilizatorilor finali ai rețelei;
sisteme de gazduire(HostSystem) - calculatoare care găzduiesc resurse de informații și software ale rețelei;
servere ( Servere ) – calculatoare care pot furniza servicii de rețea. De exemplu, gestionarea accesului la resursele informaționale și dispozitivele partajate, înregistrarea utilizatorilor și controlul drepturilor lor de acces la rețea, deservirea apelurilor etc. Serverele, în funcție de capacitățile sistemelor lor de operare, pot funcționa atât în modul gazde (servere de informații), cât și în modul dispozitive de comunicare în rețea;
sisteme administrative(ManagementSystem) - calculatoare și dispozitive care oferă aplicații de management operațional pentru rețea și părțile sale individuale.
NOTĂ. Deoarece computerele acționează ca sisteme terminale ale unei rețele de informații, aceasta este numită și „rețea de calculatoare”. În acest caz, rețeaua de telecomunicații este clasificată drept „rețea de transmisie a datelor” (clasificarea folosită anterior în funcție de tipul de informații transmise).
Rețelele de informații sunt concepute pentru a oferi utilizatorilor servicii legate de schimbul de informații, consumul acestora, precum și procesarea, stocarea și acumularea. Un consumator de informații care a obținut acces la o rețea de informații devine utilizatorul acesteia (Utilizator). Atât persoanele fizice, cât și persoanele juridice (firme, organizații, întreprinderi) pot acționa ca utilizatori. În cazul general, prin rețea informațională înțelegem un set de sisteme finale dispersate geografic și o rețea de telecomunicații care le unește, oferind acces pentru procesele de aplicare ale oricăruia dintre aceste sisteme la toate resursele rețelei și partajarea acestora.
Procesul de aplicare este un proces dintr-un sistem final de rețea care efectuează procesarea informațiilor pentru un anumit serviciu sau aplicație de comunicații. Deci, utilizatorul, organizând o cerere de furnizare a unui anumit serviciu, activează în sistemul său final câteva procesul de aplicare.
Sistemele terminale ale unei rețele de informații pot fi clasificate astfel:
sisteme terminale (sistem terminal), asigurarea accesului la rețea și la resursele acesteia;
sisteme de lucru (server, sistem gazdă), furnizarea unui serviciu de rețea (controlul accesului la fișiere, programe, dispozitive de rețea, gestionarea apelurilor etc.);
sisteme administrative (sistem de management), implementarea managementului rețelei și al părților sale individuale.
Resursele rețelei de informații sunt împărțite în informație, resurse prelucrarea și stocarea datelor, software, comunicare resursă s. Resursele informaționale sunt informații și cunoștințe acumulate în toate domeniile științei, culturii și societății, precum și produse din industria divertismentului. Toate acestea sunt sistematizate în bănci de date de rețea cu care interacționează utilizatorii rețelei. Aceste resurse determină valoarea de consum a rețelei informaționale și trebuie nu doar să fie create și extinse în mod constant, ci și actualizate în timp. Datele învechite ar trebui să fie aruncate în arhive. Utilizarea rețelei oferă posibilitatea de a primi informații actualizate și exact atunci când este nevoie. Resursele de procesare și stocare a datelor sunt performanța procesoarelor computerelor din rețea și cantitatea de memorie a dispozitivelor de stocare ale acestora, precum și timpul în care sunt utilizate. Resursele software sunt programe software implicate în furnizarea de servicii și aplicații către utilizatori, precum și programe cu funcții conexe. Acestea din urmă includ: emiterea facturilor, contabilizarea plății pentru servicii, navigarea (oferirea căutării de informații în rețea), deservirea cutiilor poștale electronice din rețea, organizarea unei punți pentru teleconferințe, conversia formatelor mesajelor de informații transmise, protecția criptografică a informațiilor (codare și criptare) , autentificare (semnătura electronică a documentelor care atestă autenticitatea acestora).
Resursele de comunicare sunt resurse implicate în transportul informaţiei şi redistribuirea fluxurilor în nodurile de comunicare. Acestea includ capacitățile liniilor de comunicație, capacitățile de comutare ale nodurilor, precum și timpul în care acestea sunt ocupate atunci când un utilizator interacționează cu rețeaua. Acestea sunt clasificate în funcție de tipul rețelelor de telecomunicații: resurse de rețea telefonică publică comutată (PSTN), resurse de rețea de date cu comutare de pachete, resurse de rețea mobilă, resurse de rețea de difuzare terestră, resurse de rețea digitală cu servicii integrate (ISDN) etc.
Toate resursele rețelei de informații listate sunt impartit, adică pot fi utilizate simultan de mai multe procese de aplicare.
În acest caz, separabilitatea poate fi atât reală, cât și simulată.
Componenta de bază, nucleul rețelei informaționale, este reteaua de telecomunicatii. Să lămurim acest concept atunci când îl considerăm în cadrul unei rețele de informații.
Rețeaua de telecomunicații TN (Telecommunication Network) este a un ansamblu de mijloace tehnice care asigură transmiterea și distribuirea fluxurilor de informații în timpul interacțiunii obiectelor aflate la distanță.
Atât sistemele finale de rețele de informații, cât și rețelele locale și teritoriale separate pot acționa ca obiecte la distanță.
Se obișnuiește să se evalueze rețelele de telecomunicații după o serie de indicatori care reflectă posibilitatea și eficiența generală de a transporta informații în ele. Posibilitatea de a transmite informații într-o rețea de telecomunicații este legată de gradul de operabilitate a acesteia în timp, adică de îndeplinirea funcțiilor specificate în volumul prescris la nivelul de calitate cerut pentru o anumită perioadă de funcționare a rețelei sau la un moment arbitrar în timp. . Sănătatea rețelei este legată de concepte fiabilitateși supraviețuire. Diferențele dintre aceste concepte se datorează în primul rând diferențelor de cauze și factori care perturbă funcționarea normală a rețelei și naturii încălcărilor.
Fiabilitate O rețea de comunicații își caracterizează capacitatea de a furniza comunicare, păstrând în timp valorile indicatorilor de calitate stabiliți în condițiile de funcționare date. Ea reflectă impactul asupra performanței rețelei în principal al factorilor interni - defecțiuni aleatorii ale mijloacelor tehnice cauzate de procese de îmbătrânire, defecte în tehnologia de fabricație sau erori ale personalului de întreținere.
Indicatorii de fiabilitate sunt, de exemplu, raportul dintre timpul de funcționare al rețelei și timpul total de funcționare a acesteia, numărul de moduri independente posibile de transmitere a unui mesaj de informare între o pereche de puncte, probabilitatea unei comunicări fără defecțiuni etc.
Vitalitate O rețea de comunicații își caracterizează capacitatea de a menține operabilitatea totală sau parțială sub acțiunea unor motive care se află în afara rețelei și conduc la distrugerea sau deteriorarea semnificativă a unei părți a elementelor sale (puncte și linii de comunicație). Astfel de cauze pot fi împărțite în două clase: spontane și deliberate. Factorii naturali includ cum ar fi cutremure, alunecări de teren, inundații ale râurilor etc., iar factorii deliberați includ loviturile cu rachete nucleare inamice, sabotajul etc.
Indicatorii de supraviețuire pot fi: probabilitatea ca o cantitate limitată de informații să poată fi transmisă între orice pereche (pereche dată) de puncte de rețea după expunerea la factori dăunători; numărul minim de puncte, linii (sau ambele) ale rețelei, a căror defecțiune duce la o rețea deconectată în raport cu o pereche arbitrară de puncte; numărul mediu de puncte rămase conectate atunci când mai multe linii de comunicație sunt deteriorate simultan.
debitului.În acele cazuri în care rețeaua nu poate servi (implementa) sarcina prezentată, este logic să vorbim despre volumul sarcinii realizate în rețea.
Valoarea sarcinii realizate este determinată de debitul rețelei de comunicații. În unele cazuri, debitul poate fi cuantificat. De exemplu, puteți estima fluxul maxim de informații care poate fi transmis între o pereche de puncte (sursă-chiudă) sau puteți determina debitul secțiunii de rețea, care este blocajul la împărțirea rețelei între sursă și chiuvetă în două părți. .
Estimarea lățimii de bandă este foarte legată de parametri calitatea serviciului , întrucât implementarea sarcinii în rețea trebuie efectuată cu parametrii de calitate dați.
Calitatea serviciului va fi înțeleasă ca un set de caracteristici care determină gradul de satisfacție al utilizatorului rețelei. Aceste caracteristici includ caracteristicile operaționale ale rețelei (rata de transfer de informații, probabilitatea de eroare etc.), indicatorii de ușurință în utilizare a serviciilor, caracterul complet al serviciilor (acești indicatori sunt de obicei evaluați în puncte) etc.
Rentabilitatea și costul. O rețea de telecomunicații este profitabilă dacă costurile de organizare și întreținere sunt compensate prin efectul economic pe care îl oferă serviciile oferite utilizatorilor cu ajutorul acesteia. Principalele caracteristici economice ale unei rețele de comunicații sunt costuri reduse(costuri publice), care sunt determinate de costul rețelei, costul exploatării și gestionării acesteia.
Definirea unei rețele de informații și a unui mediu de rețea Două sau mai multe computere care pot comunica printr-o conexiune alcătuiesc o rețea de informații. Conexiunea poate fi un cablu, radiații infraroșii, unde radio sau o linie telefonică cu un modem. Tehnologia prin care computerele sunt conectate la o rețea se numește mediu de rețea. Cea mai comună formă de suport de rețea este cablul de cupru, motiv pentru care orice mediu de rețea este adesea denumit cablu de rețea.
Semnale În esență, funcționarea unei rețele nu are nicio legătură cu natura informațiilor transmise prin aceasta. În momentul în care datele generate de computer ale expeditorului intră într-un cablu sau alt mediu de rețea, acestea au fost reduse la nivelul semnalelor (curent electric, impulsuri de lumină, radiații infraroșii sau unde radio). Din aceste semnale se formează un cod care intră în interfața de rețea a computerului destinatarului și este convertit înapoi în date binare, ușor de înțeles de software-ul (software-ul) acestui computer.
Protocoale Uneori, o rețea constă din computere identice care rulează aceleași aplicații care rulează aceeași versiune a aceluiași sistem de operare (OS), dar diferite platforme de computer cu software diferit pot fi conectate la fel de bine în rețea. Poate părea că aceleași computere sunt mai ușor de conectat la rețea și, într-o oarecare măsură, este. Dar indiferent de computere și de programele folosite în rețea, vor avea nevoie de un limbaj comun pentru a se înțelege. Astfel de limbi comune sunt numite protocoale, iar computerele le folosesc chiar și pentru cel mai simplu schimb de date. Oamenii au nevoie de un limbaj comun pentru a comunica; computerele au nevoie de unul sau mai multe protocoale comune pentru a face schimb de informații.
Modelul de referință OSI Fiecare computer dintr-o rețea utilizează multe protocoale diferite pentru a comunica. Serviciile furnizate de diferitele protocoale sunt împărțite în straturi care alcătuiesc împreună modelul de referință Open Systems Interconnection (OSI). Oamenii vorbesc adesea despre rețele Ethernet, dar asta nu înseamnă că Ethernet este singurul protocol care funcționează într-o astfel de rețea. Adevărat, la unul dintre nivelurile modelului OSI (canal), chiar funcționează în cea mai mare parte singur. La alte niveluri, mai multe protocoale pot rula în același timp.
Stiva de protocoale Protocoalele care operează la diferite niveluri ale modelului OSI sunt adesea denumite stiva de protocoale. Pe un computer în rețea, protocoalele funcționează împreună pentru a oferi toate funcționalitățile cerute de o anumită aplicație. Protocoalele nu oferă servicii suplimentare. Dacă, de exemplu, o anumită funcție este atribuită unui protocol al unui nivel, protocoalele altor straturi nu îndeplinesc exact aceeași funcție. Protocoalele straturilor învecinate ale stivei se servesc reciproc în funcție de direcția transferului de date. Pe sistemul emițător, datele sunt generate de aplicația din partea de sus a stivei de protocol și își croiesc treptat drum de la strat în strat în jos. Fiecare protocol realizează un serviciu pentru protocolul de sub el. În partea de jos a stivei de protocoale se află mediul de rețea, prin care informațiile sunt transmise către un alt computer din rețea.
Relația protocolului Când datele ajung la computerul țintă, acesta efectuează aceleași acțiuni ca și computerul care trimite, dar în ordine inversă. Datele trec prin straturi către aplicația de recepție, fiecare protocol oferind un serviciu similar protocolului de nivel superior. Astfel, protocoalele de la diferite niveluri ale sistemului emițător sunt asociate cu protocoale similare care funcționează la același nivel al sistemului destinatar.
Rețea locală Un grup de computere situate într-o zonă relativ mică și conectate printr-un mediu de rețea comun se numește rețea locală (LAN) sau LAN. Fiecare dintre computerele de pe LAN se mai numește și nod. O LAN este caracterizată de trei atribute principale: topologie, mediu și protocoale.
Rețea globală În multe cazuri, Internetul este alcătuit din rețele LAN care sunt separate de o distanță considerabilă. Pentru a conecta rețele LAN la distanță, se folosește un alt tip de conexiune la rețea - o rețea cu arie largă (WAN) sau WAN. Un WAN folosește linii telefonice, unde radio sau alte tehnologii pentru a transmite informații. De obicei, un WAN conectează doar două sisteme, ceea ce este diferit de un LAN, care poate lega mai multe sisteme. Un exemplu de WAN este o rețea de companie cu două birouri în orașe diferite, fiecare cu propriul său LAN, iar comunicarea între aceste rețele LAN se face printr-o linie telefonică dedicată.
Rețea în bandă îngustă Cel mai frecvent, o rețea LAN utilizează un mediu de rețea partajat. Cablul care conectează computerele poate transporta doar un semnal la un moment dat, astfel încât fiecare sistem trebuie să folosească pe rând cablul. Acest tip de rețea se numește bandă de bază. Pentru a organiza utilizarea eficientă a unei rețele de bandă îngustă de către multe computere, datele transmise de fiecare sistem sunt împărțite în fragmente separate - pachete. Când toate pachetele dintr-o anumită transmisie ajung la sistemul țintă, acesta le reasambla în mesajul original. Acesta este principiul de bază din spatele funcționării unei rețele cu comutare de pachete.
Rețea în bandă largă O alternativă este comutarea de circuite, în care două sisteme care trebuie să comunice stabilesc un canal pentru aceasta înainte de a putea începe să transmită informații. Rămâne deschis pe durata schimbului de informații și dispare numai după ce conexiunea este întreruptă. Într-o rețea de bandă îngustă, această organizare a schimbului de date este ineficientă: există posibilitatea ca două sisteme să monopolizeze mediul de rețea pentru o lungă perioadă de timp, privând alte sisteme de comunicare. Comutarea circuitelor este folosită cel mai adesea în sisteme similare unei rețele telefonice convenționale, în care conexiunea dintre telefoane (al tău și interlocutorul tău) rămâne deschisă pe toată durata conversației. Pentru a face comutarea de pachete mai eficientă, companiile de telefonie folosesc rețele de bandă largă, care, spre deosebire de rețelele de bandă îngustă, permit transmiterea simultană a mai multor semnale printr-un singur cablu.
Half-Duplex și Full-Duplex Când două computere comunică printr-o rețea LAN, datele se deplasează de obicei într-o singură direcție la un moment dat, deoarece rețeaua de bandă îngustă utilizată în majoritatea LAN-urilor poate transporta un singur semnal. Această transmisie se numește semi-duplex. Dacă două sisteme sunt capabile să comunice în ambele direcții în același timp, conexiunea dintre ele se numește full-duplex (full-duplex).
Segmente și backbones Un segment este o rețea care include stații de lucru și alte dispozitive de utilizator, cum ar fi o imprimantă. O rețea corporativă mare constă din multe astfel de rețele LAN, toate fiind conectate la o linie comună numită backbone. Coloana vertebrală îndeplinește în principal funcțiile unui canal prin care segmentele comunică între ele. Adesea, o rețea principală este mai rapidă decât segmentele și se bazează, de asemenea, pe un alt tip de mediu de rețea. Există două motive pentru a utiliza un mediu de rețea diferit pe coloana vertebrală. În primul rând, prin definiție, transportă trafic de internet generat de toate segmentele de internet și este necesar un protocol rapid pe coloana vertebrală pentru a evita aglomerația. În al doilea rând, lungimea coloanei vertebrale depășește adesea semnificativ lungimea segmentelor, iar cablul de fibră optică este mult mai potrivit pentru lucrul pe distanțe semnificative.
Rețele client-server și peer-to-peer Calculatoarele dintr-o rețea pot comunica între ele în moduri diferite, în timp ce îndeplinesc diferite funcții. Există două modele principale de astfel de interacțiuni: client-server (client/server) și peer-to-peer (peer-to-peer). Într-o rețea client-server, unele computere acționează ca servere, în timp ce altele acționează ca clienți. Într-o rețea peer-to-peer, toate computerele sunt egale și servesc atât ca clienți, cât și ca servere. Un server este un computer (mai precis, o aplicație care rulează pe un computer) care deservește alte computere. Există diferite tipuri de servere: servere de fișiere și servere de imprimare, servere de aplicații, servere de e-mail, servere Web, servere de baze de date etc. Un client este un computer care utilizează serviciile oferite de server.
Modelul de referință OSI În 1983, Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) și Sectorul de standardizare a telecomunicațiilor al Uniunii Internaționale de Telecomunicații (ITU-T) au publicat Modelul de referință de bază pentru interconectarea sistemelor deschise. » , unde un model pentru distribuția funcțiilor de rețea între Au fost descrise 7 niveluri diferite.
Nepotrivire între protocoalele reale și modelul OSI Majoritatea protocoalelor care sunt populare în zilele noastre sunt anterioare dezvoltării modelului OSI, așa că nu se potrivesc exact cu structura sa pe șapte straturi. Adesea, funcțiile a două sau chiar mai multe niveluri ale modelului sunt combinate într-un singur protocol, iar granițele protocolului adesea nu corespund limitelor nivelurilor OSI. Cu toate acestea, modelul OSI rămâne un excelent ajutor vizual pentru cercetarea rețelei, iar profesioniștii asociază adesea caracteristici și protocoale cu straturi specifice.
Încapsularea datelor Interacțiunea protocoalelor care operează la diferite niveluri ale modelului OSI se manifestă prin faptul că fiecare protocol adaugă un antet (header) sau un trailer (footer, „tail”) la informațiile pe care le-a primit de la stratul situat mai sus. Această solicitare se deplasează în jos în stiva de protocol. Rezultatul acestei activități este un pachet (pachet), gata de transmisie prin rețea. Când pachetul ajunge la destinație, procesul este invers. Procesul de adăugare a antetelor la o solicitare generată de o aplicație se numește încapsulare de date.
Stratul fizic La cel mai de jos nivel al modelului OSI, fizicul (fizic) definește caracteristicile elementelor echipamentelor de rețea, mediul de rețea, metoda de instalare, tipul de semnale utilizate pentru transmiterea datelor binare prin rețea. La nivel fizic, avem de-a face cu un cablu de cupru sau fibră optică sau cu un fel de conexiune wireless. Într-o rețea LAN, specificațiile stratului fizic sunt direct legate de protocolul stratului de legătură utilizat în rețea. Atunci când alegeți un protocol de nivel de legătură, trebuie utilizată una dintre specificațiile de nivel fizic acceptate de acel protocol. De exemplu, protocolul stratului de legătură Ethernet acceptă mai multe opțiuni diferite ale stratului fizic - unul dintre cele două tipuri de cablu coaxial, orice cablu cu pereche răsucită sau cablu cu fibră optică. Parametrii fiecăreia dintre aceste opțiuni sunt formați din numeroase informații despre cerințele stratului fizic, de exemplu, tipul de cablu și conectori, lungimea admisă a cablurilor, numărul de hub-uri etc. Respectarea acestor cerințe este necesară pentru funcţionarea normală a protocoalelor.
Strat de legătură Protocolul de nivel de legătură de date asigură schimbul de informații între hardware-ul unui computer în rețea și software-ul de rețea. Pregătește pentru trimiterea în rețea a datelor transmise acesteia prin protocolul stratului de rețea și transmite la nivelul rețelei datele primite de sistem din rețea. De departe, astăzi (ca întotdeauna) cel mai popular protocol Ethernet Link Layer. Cu mult în urmă se află Token Ring, urmat de alte protocoale precum FDDI (Fiber Distributed Data Interface). O specificație a protocolului de nivel de legătură include în mod obișnuit trei elemente principale: un format de cadru (adică un antet și un trailer adăugate la datele din stratul de rețea prin transmisie în rețea); mecanism de control al accesului la mediul de rețea; una sau mai multe specificații ale stratului fizic utilizate cu un protocol dat.
Format cadru Protocolul stratului de legătură adaugă un antet și un trailer la datele primite de la protocolul stratului de rețea, transformându-le într-un cadru. Acestea conțin adresele sistemului de expediere și ale sistemului de primire a pachetului. Pentru protocoalele LAN precum Ethernet și Token Ring, aceste adrese sunt șiruri hexazecimale de 6 octeți alocate adaptoarelor de rețea din fabrică. Ele, spre deosebire de adresele folosite la alte niveluri ale modelului OSI, sunt numite adrese hardware (adresă hardware) sau adrese MAC. Alte funcții importante ale cadrului stratului MAC sunt identificarea protocolului stratului de rețea care a generat datele din pachet și informații pentru detectarea erorilor. Pentru a detecta erorile, sistemul de transmitere calculează o verificare a redundanței ciclice (CRC) a sarcinii utile și o scrie în remorca cadru. La primirea pachetului, computerul țintă efectuează aceleași calcule și compară rezultatul cu conținutul remorcii. Dacă rezultatele se potrivesc, informația a fost transmisă fără eroare. În caz contrar, destinatarul presupune că pachetul este corupt și nu îl acceptă.
Controlul accesului la medii de rețea Calculatoarele dintr-o rețea LAN utilizează de obicei un mediu de rețea semi-duplex partajat. În acest caz, este foarte posibil ca două computere să înceapă să transmită date în același timp. În astfel de cazuri, are loc un fel de coliziune de pachete, o coliziune (coliziune), în care datele din ambele pachete se pierd. Una dintre funcțiile principale ale protocolului link-layer este controlul accesului la media (MAC), adică controlul asupra transmiterii datelor de către fiecare dintre computere și minimizarea coliziunilor de pachete. Mecanismul de control al accesului media este una dintre cele mai importante caracteristici ale unui protocol de nivel de legătură. Ethernet utilizează accesul multiplu Carrier Sense cu detectare a coliziunilor (CSMA/CD) pentru a controla accesul media. Alte protocoale, cum ar fi Token Ring, folosesc transferul de simboluri.
Specificații stratului fizic Protocoalele stratului de legătură utilizate pe rețele LAN suportă adesea mai mult de un mediu de rețea, iar una sau mai multe specificații ale stratului fizic sunt incluse în standardul de protocol. Legătura de date și straturile fizice sunt strâns legate, deoarece proprietățile mediului de rețea afectează semnificativ modul în care protocolul controlează accesul la mediu. Prin urmare, putem spune că în rețelele locale protocoalele stratului de legătură îndeplinesc și funcțiile stratului fizic. WAN-urile folosesc protocoale de nivel de legătură care nu includ informații de nivel fizic, cum ar fi SLIP (Serial Line Internet Protocol) și PPP (Point-to-Point Protocol).
Strat de rețea Protocoalele de nivel de rețea sunt responsabile pentru comunicațiile end-to-end, în timp ce protocoalele de nivel de legătură funcționează numai în LAN. Protocoalele nivelului de rețea asigură pe deplin transmiterea pachetului de la sursă la sistemul țintă. În funcție de tipul de rețea, emițătorul și receptorul pot fi pe același LAN sau pe rețele LAN diferite. De exemplu, atunci când comunicați cu un server de pe Internet, în drum spre acesta, pachetele create de un computer trec prin zeci de rețele. Prin adaptarea la aceste rețele, protocolul stratului de legătură se va schimba de multe ori, dar protocolul stratului de rețea va rămâne același pe tot parcursul. Piatra de temelie a suitei de protocoale TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) și cel mai des utilizat protocol de nivel de rețea este IP (Internet Protocol). Novell Net. Ware are propriul protocol de rețea IPX (Internetwork Packet Exchange), în timp ce rețelele mai mici Microsoft Windows folosesc de obicei protocolul Net. BIOS. Majoritatea caracteristicilor atribuite Net. BIOS-ul la nivelul de rețea este determinat de capacitățile protocolului IP.
Adresare Antetul de protocol al nivelului de rețea, ca și antetul protocolului din nivelul de legătură, conține câmpuri cu adresele sistemelor sursă și țintă. Cu toate acestea, în acest caz, adresa de sistem țintă aparține destinației finale a pachetului și poate diferi de adresa de destinație din antetul protocolului de la nivelul de legătură. De exemplu, într-un pachet generat de un computer către un server Web, adresa serverului Web este indicată ca adresa sistemului țintă la nivel de rețea, în timp ce la nivel de legătură, adresa routerului din LAN-ul dvs. oferă acces la Internet indică sistemul țintă. IP folosește propriul sistem de adresare, care este complet independent de adresele stratului de legătură. Fiecărui computer dintr-o rețea IP i se atribuie manual sau automat o adresă IP pe 32 de biți care identifică atât computerul însuși, cât și rețeaua în care se află. În IPX, adresa hardware este folosită pentru a identifica computerul în sine, în plus, o adresă specială este utilizată pentru a identifica rețeaua în care se află computerul. În Net. BIOS-ul computerelor diferă în funcție de net. Numele BIOS atribuite fiecărui sistem în timpul instalării.
Fragmentare Datagramele stratului de rețea trebuie să traverseze multe rețele în drum spre destinație, întâmpinând proprietățile și limitările specifice ale diferitelor protocoale din stratul de legătură în acest proces. O astfel de limitare este dimensiunea maximă a pachetului permisă de protocol. De exemplu, un cadru Token Ring poate avea până la 4500 de octeți, în timp ce un cadru Ethernet poate avea până la 1500 de octeți. Atunci când o datagramă mare generată într-o rețea Token Ring este trimisă la o rețea Ethernet, protocolul stratului de rețea trebuie să o despartă în mai multe fragmente nu mai mari de 1500 de octeți. Acest proces se numește fragmentare. În procesul de fragmentare, protocolul stratului de rețea descompune datagrama în fragmente, a căror dimensiune corespunde capacităților protocolului stratului de legătură utilizat. Fiecare fragment devine propriul său pachet și își continuă drumul către sistemul de nivel de rețea țintă. Datagrama sursă se formează numai după ce toate fragmentele au ajuns la destinație. Uneori, în drum spre sistemul țintă, fragmentele în care este spartă o datagramă trebuie refragmentate.
Rutare Rutarea este procesul de selectare a celei mai eficiente rute de pe Internet pentru a transporta datagramele de la un sistem sursă la un sistem de destinație. În rețelele de internet complexe, cum ar fi internetul sau rețelele corporative mari, există adesea mai multe căi pentru a ajunge de la un computer la altul. Routerele conectează rețele LAN separate care fac parte din Internet. Scopul unui router este de a primi trafic de intrare de la o rețea și de a-l redirecționa către un anumit sistem din alta. Rețelele de internet disting între două tipuri de sisteme: sisteme finale și sisteme intermediare. Sistemele terminale sunt expeditori și receptori de pachete. Routerul este un sistem intermediar. Sistemele finale folosesc toate cele șapte straturi ale modelului OSI, în timp ce pachetele care ajung la sistemele intermediare nu se ridică deasupra stratului de rețea.
Rutare Pentru a direcționa corect un pachet către destinație, ruterele păstrează în memorie tabele cu informații de rețea (tabele de rutare). Informațiile despre această rutare) pot fi introduse manual de către administrator (rutare statică) sau colectate automat (rutare dinamică) de la alte routere folosind protocoale specializate (protocoale de rutare dinamică). O intrare tipică în tabelul de rutare conține adresa altei rețele și adresa routerului prin care pachetele trebuie să ajungă în acea rețea. În plus, elementul tabelului de rutare conține o metrică a rutei, o estimare condiționată a eficacității acesteia. Dacă există mai multe rute către un sistem, routerul o alege pe cea mai eficientă și trimite datagrama la stratul de legătură pentru transmitere către routerul specificat în intrarea tabelului cu cea mai bună metrică. În rețelele mari, rutarea poate fi un proces extraordinar de complex, dar, de cele mai multe ori, se face automat și transparent pentru utilizator.
Identificarea protocolului stratului de transport La fel cum antetul stratului de legătură identifică protocolul stratului de rețea care a generat și transmis datele, antetul stratului de rețea conține informații despre protocolul stratului de transport de la care au fost primite datele. Pe baza acestor informații, sistemul de recepție transmite datagramele primite către protocolul corespunzător stratului de transport.
Stratul de transport Funcțiile realizate de protocoalele stratului de transport le completează pe cele ale protocoalelor stratului de rețea. Adesea protocoalele acestor niveluri utilizate pentru transmiterea datelor formează o pereche interconectată, ceea ce poate fi văzut în exemplul TCP/IP: protocolul TCP operează la nivel de transport, IP - la nivel de rețea. Majoritatea suitelor de protocoale au două sau mai multe protocoale de nivel de transport care îndeplinesc funcții diferite. O alternativă la TCP (Transmission Control Protocol) este UDP (User Datagram Protocol). Suita de protocoale IPX include, de asemenea, mai multe protocoale de nivel de transport, inclusiv NCP (Net. Ware Core Protocol) și SPX (Sequenced Packet Exchange).
Protocoale orientate pe conexiune Diferența dintre protocoalele stratului de transport dintr-un anumit set este că unele dintre ele sunt orientate spre conexiune, iar altele nu. Sistemele care utilizează un protocol orientat spre conexiune schimbă mesaje prin transfer de date pentru a stabili comunicarea între ele. Acest lucru asigură că sistemele sunt pornite și gata de funcționare. Protocolul TCP, de exemplu, este orientat spre conexiune. Când utilizați un browser pentru a vă conecta la un server de Internet, browserul și serverul efectuează mai întâi o așa-numită strângere de mână în trei căi pentru a stabili o conexiune. Abia după aceea browserul trimite adresa paginii Web dorite către server. Când transferul de date este finalizat, sistemele efectuează aceeași strângere de mână pentru a încheia conexiunea. În plus, protocoalele orientate spre conexiune efectuează acțiuni suplimentare, cum ar fi trimiterea unui semnal de confirmare a unui pachet, segmentarea datelor, controlul fluxului și detectarea și corectarea erorilor. Acesta este motivul pentru care aceste protocoale sunt adesea denumite fiabile.
Protocoale fără conexiune Un protocol fără conexiune nu stabilește o conexiune între două sisteme înainte ca datele să fie transferate. Expeditorul transmite pur și simplu informațiile către sistemul țintă, fără a-și face griji dacă este gata să primească date și dacă acest sistem chiar există. Sistemele recurg de obicei la protocoale fără conexiune, cum ar fi UDP, pentru tranzacții scurte care constau doar din cereri și răspunsuri. Semnalul de răspuns de la receptor funcționează implicit ca un semnal de confirmare a transmisiei. Protocoalele stratului de transport (precum și straturile de rețea și de legătură) conțin de obicei informații de la straturile superioare. De exemplu, anteturile TCP și UDP includ numere de port care identifică aplicația care a generat pachetul și aplicația căreia este destinat.
Stratul de sesiune La nivelul de sesiune începe o discrepanță semnificativă între protocoalele reale utilizate și modelul OSI. Spre deosebire de straturile inferioare, nu există protocoale de nivel de sesiune dedicate. Funcțiile acestui nivel sunt integrate în protocoale care îndeplinesc și funcțiile straturilor de prezentare și aplicație. Transportul, rețeaua, legătura de date și straturile fizice sunt implicate în transmiterea efectivă a datelor prin rețea. Protocoalele sesiunii și nivelurile superioare nu au nimic de-a face cu procesul de comunicare. Stratul de sesiune include 22 de servicii, dintre care multe definesc modul în care informațiile sunt schimbate între sistemele din rețea. Cele mai importante servicii sunt managementul dialogului și separarea dialogului.
Stratul de prezentare Stratul de prezentare are o singură funcție: traducerea sintaxei între diferite sisteme. Uneori, computerele dintr-o rețea folosesc sintaxe diferite. Stratul de prezentare le permite să „cadă de acord” cu o sintaxă comună pentru schimbul de date. La stabilirea unei conexiuni la nivelul de prezentare, sistemele fac schimb de mesaje cu informatii despre ce sintaxe au si o aleg pe cea pe care o vor folosi in timpul sesiunii. Ambele sisteme implicate într-o conexiune au o sintaxă abstractă, forma lor nativă de comunicare. Sintaxele abstracte ale diferitelor platforme informatice pot diferi. În timpul procesului de negociere a sistemului, se alege o sintaxă comună de transfer de date. Sistemul de transmisie își convertește sintaxa abstractă în sintaxa de transfer de date, iar sistemul de recepție, la finalizarea transferului, invers. Dacă este necesar, sistemul poate alege o sintaxă de transfer de date cu caracteristici suplimentare, cum ar fi compresia sau criptarea datelor.
Stratul de aplicație este punctul de intrare prin care programele accesează modelul OSI și resursele rețelei. Majoritatea protocoalelor de nivel de aplicație oferă servicii de acces la rețea. De exemplu, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) este folosit de majoritatea programelor de e-mail pentru a trimite mesaje. Alte protocoale de nivel de aplicație, cum ar fi FTP (File Transfer Protocol), sunt ele însele programe. Protocoalele stratului de aplicație includ adesea funcții de nivel de sesiune și prezentare. Ca rezultat, o stivă de protocoale tipică conține patru protocoale separate care funcționează la nivelul aplicației (HTTP), transportului (TCP), rețelei (IP) și legăturii de date (Ethernet).
O topologie de rețea este o diagramă a modului în care computerele și alte dispozitive de rețea sunt conectate folosind un cablu sau alt mediu de rețea. Topologia rețelei este direct legată de tipul de cablu utilizat. Nu puteți selecta un anumit tip de cablu și îl utilizați într-o rețea cu o topologie arbitrară. Cu toate acestea, puteți crea mai multe rețele LAN cu cabluri și topologii diferite și le puteți conecta folosind punți, comutatoare și routere. Atunci când alegeți cablul și alte componente de rețea, topologia va fi întotdeauna unul dintre cele mai importante criterii. Principalele topologii de rețea sunt „bus” (bus), „star” (stea) și „ring” (ring). Topologii suplimentare „steaua ierarhică” (steaua ierarhică), topologiile celulare (mesh) și wireless (fără fir) - „fiecare cu fiecare” (ad hoc) și infrastructură (infrastructură).
Topologie magistrală O topologie magistrală este un cablu comun (numit magistrală sau backbone) la care sunt conectate toate stațiile de lucru. Există terminatoare la capetele cablului pentru a preveni reflectarea semnalului.
Topologie magistrală Beneficii Timp scurt de configurare a rețelei; Ieftin (necesită mai puține dispozitive de cablu și de rețea); Ușor de configurat; Eșecul unei stații de lucru nu afectează funcționarea rețelei. Dezavantaje Orice problemă în rețea, cum ar fi o rupere a cablului, defecțiunea terminatorului distrug complet funcționarea întregii rețele; Localizarea complexă a defecțiunilor; Odată cu adăugarea de noi stații de lucru, performanța rețelei scade.
Topologia stea Topologia stea este topologia de bază a unei rețele de calculatoare în care toate calculatoarele din rețea sunt conectate la un nod central (de obicei un hub de rețea) pentru a forma un segment fizic de rețea. Un astfel de segment de rețea poate funcționa atât separat, cât și ca parte a unei topologii de rețea complexă (de obicei, un „arbore” (stea ierarhică)).
Topologia „stea” Avantajele eșecul unei stații de lucru nu afectează funcționarea întregii rețele în ansamblu; scalabilitate bună a rețelei; depanare ușoară și întreruperi în rețea; performanță ridicată a rețelei (supusă proiectării adecvate); opțiuni flexibile de administrare. Dezavantaje eșecul hub-ului central va duce la inoperabilitatea rețelei (sau a segmentului de rețea) în ansamblu; conectarea în rețea necesită adesea mai mult cablu decât majoritatea celorlalte topologii; numărul finit de stații de lucru dintr-o rețea (sau segment de rețea) este limitat de numărul de porturi din hub-ul central.
Topologie arborescentă sau ierarhică în stea O topologie în stea poate fi extinsă prin adăugarea unui al doilea hub, și uneori a unui al treilea sau al patrulea. Pentru a conecta un al doilea hub la o rețea stea, trebuie să-l conectați la primul hub folosind un cablu obișnuit și un port special de uplink pe unul dintre hub-uri. O rețea Ethernet tipică de 10 Mbps poate include până la patru hub-uri, în timp ce o rețea Fast Ethernet poate avea de obicei doar două.
Topologie inel logic Cablurile dintr-o rețea cu topologie inel sunt, de asemenea, conectate la un hub, făcându-l să arate ca o stea. „Inelul” rețelei (Token Ring) este implementat logic prin conectarea firelor în interiorul cablurilor și a unui hub special - unitatea de acces multiplu (MSAU). Acesta primește date printr-un port și le transmite pe rând prin toate celelalte (nu simultan, ca un hub Ethernet).
Topologia inelului fizic Printre protocoalele de rețea populare, există unul - FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - care permite conectarea cablurilor într-un inel fizic. Acest inel ar trebui să fie format din două inele fizice separate, pe care traficul este transmis în direcții opuse. Dacă computerele sunt conectate la ambele inele, rețeaua poate funcționa chiar dacă unul dintre ele eșuează.
Topologie inelă Beneficii Ușor de instalat; Absența aproape completă a echipamentelor suplimentare; Posibilitatea de funcționare stabilă fără o scădere semnificativă a ratei de transfer de date în timpul sarcinii grele ale rețelei, deoarece utilizarea unui marker elimină posibilitatea coliziunilor. Dezavantaje Eșecul unei stații de lucru și alte probleme (ruperea cablului) afectează performanța întregii rețele; Dificultate în configurarea și personalizarea; Dificultate la depanare.
Topologia mesh a rețelelor de calculatoare există mai mult ca un concept teoretic decât ca o implementare practică. Într-o rețea mesh, toate computerele sunt conectate între ele prin conexiuni separate. În realitate, această topologie este implementată până acum doar în rețele cu două noduri. Odată cu creșterea numărului de calculatoare în rețea, fiecare dintre ele ar trebui să fie echipat cu interfețe de rețea în funcție de numărul altor calculatoare.
Topologie Ad Hoc Wireless În modul Ad Hoc, clienții comunică direct între ei. O comunicare peer-to-peer este stabilită într-o manieră punct la punct, iar computerele comunică direct fără utilizarea punctelor de acces. Acest lucru creează o singură zonă de serviciu care nu are o interfață pentru conectarea la o rețea LAN cu fir. Principalul avantaj al acestui mod este ușurința de organizare: nu necesită echipamente suplimentare (puncte de acces). Modul poate fi folosit pentru a crea rețele temporare pentru transmiterea datelor.
Topologie wireless de infrastructură În acest mod, punctele de acces asigură comunicarea între computerele client. Punctul de acces poate fi considerat ca un comutator wireless. Stațiile client nu comunică direct între ele, ci comunică cu punctul de acces și deja trimite pachete către destinatari.
Cablu coaxial Cablu coaxial (din latină co - împreună și axă - axă, adică „coaxial”) - un tip de cablu electric conceput pentru a transmite semnale de înaltă frecvență. Cablul coaxial are un conductor interior din cupru sau oțel placat cu cupru, un dielectric interior din polietilenă spumă și un scut din folie și, în unele cazuri, o împletitură de oțel. Unele cabluri au ca ecran doua straturi de folie intre care se afla o impletitura de otel. Datorită coincidenței centrelor ambilor conductori, precum și a unui anumit raport între diametrul miezului central și ecran, în interiorul cablului se formează un mod de undă staționară, ceea ce face posibilă reducerea pierderilor de semnal datorate radiației la aproape zero. În același timp, ecranul oferă protecție împotriva interferențelor electromagnetice externe.
Cablu coaxial Cablurile sunt împărțite în funcție de scara Radio Guide. Cele mai comune categorii de cabluri: RG-8 și RG-11 - „Thick Ethernet” (Thicknet), 50 Ohm. Standard 10 BAZĂ 5; RG-58 - „Thin Ethernet” (Thinnet), 50 Ohm. Standard 10 BAZĂ 2: RG 58/U - conductor central solid, RG 58 A/U - conductor central spiralat, RG 58 C/U - cablu militar; RG-59 - cablu de televiziune (Broadband/Cablu Television), 75 Ohm. Echivalent rusesc al RK 75 x x („cablu de radiofrecvență”); RG-6 - cablu de televiziune (Broadband/Cablu Television), 75 Ohm. Cablul de categoria RG 6 are mai multe soiuri care îi caracterizează tipul și materialul. analog rusesc al RK 75 x x;
Cablu coaxial Cablu trunchi RG-11, aproape indispensabil dacă trebuie să rezolvați problema la distanțe mari. Acest tip de cablu poate fi folosit chiar si la distante de circa 600 m. Izolatia exterioara ranforsata face posibila utilizarea fara probleme a acestui cablu in conditii dificile (strada, puturi). Există o variantă S 1160 cu un cablu, care este utilizată pentru transmiterea fiabilă a unui cablu prin aer, de exemplu, între case; RG-62 - ARCNet, 93 Ohm RG-8 RG-58
Ethernet „subțire” a fost cel mai comun cablu pentru construirea rețelelor locale. Cu un diametru de aproximativ 6 mm și o flexibilitate considerabilă, poate fi așezat aproape în orice loc. Cablurile au fost conectate între ele și la placa de rețea din computer folosind un conector BNC T (Bayonet Neill-Concelman). Între ele, cablurile ar putea fi conectate folosind un conector I BNC (conexiune directă). Terminatoarele trebuie instalate la ambele capete ale segmentului. Suportă transfer de date de până la 10 Mbps pe distanțe de până la 185 m. I Conector BNC Terminator BNC T Conector BNC
Ethernet „gros” Mai gros decât cablul anterior - aproximativ 12 mm în diametru, avea un conductor central mai gros. Prost îndoit și a avut un cost semnificativ. În plus, au existat unele dificultăți în conectarea la un computer - au fost utilizate transceiver AUI (Attachment Unit Interface), conectate la placa de rețea folosind o ramură care pătrunde prin cablu, așa-numita. „vampiri”. Datorită conductorului mai gros, transmisia de date ar putea fi efectuată pe o distanță de până la 500 m la o viteză de 10 Mbps. Cu toate acestea, complexitatea și costul ridicat de instalare nu au oferit acestui cablu o distribuție atât de largă precum RG 58. Din punct de vedere istoric, cablul de marcă RG 8 avea o culoare galbenă și, prin urmare, uneori puteți vedea numele „Yellow Ethernet” (Englez Yellow Ethernet). ).
Pereche răsucită Vita I pereche (pereche răsucită în engleză) - un tip de cablu de comunicație, este una sau mai multe perechi de conductori izolați răsucite împreună (cu un număr mic de spire pe unitate de lungime), acoperite cu o manta de plastic. Răsucirea conductorilor este efectuată pentru a crește conexiunea conductoarelor unei perechi (interferența electromagnetică afectează în mod egal ambele fire ale perechii) și reducerea ulterioară a interferențelor electromagnetice din surse externe, precum și a interferențelor reciproce în timpul transmiterii semnalului. Pentru a reduce cuplarea perechilor de cabluri individuale (convergența periodică a conductorilor diferitelor perechi), în cablurile UTP de categoria 5 și mai sus, firele perechii sunt răsucite cu pasuri diferite. Perechea răsucită este una dintre componentele sistemelor moderne de cablare structurată. Folosit în rețele de telecomunicații și computere ca purtător de rețea în multe tehnologii precum Ethernet, Arcnet și Token Ring. În prezent, datorită costului redus și ușurinței de instalare, este cea mai comună soluție pentru construirea rețelelor locale.
Tipuri de cabluri perechi răsucite În funcție de prezența protecției - împământare electrică de cupru sau folie de aluminiu în jurul perechilor răsucite, se determină tipurile acestei tehnologii: pereche răsucită neprotejată (UTP - Pereche răsucită neprotejată) - nu există ecran de protecție în jurul unei perechi separate ; folie torsada pereche (FTP - Foiled twisted pair) - cunoscută și sub denumirea de F / UTP, există un ecran extern comun sub forma unei folii; pereche răsucită protejată (STP - Shielded twisted pair) - există protecție sub formă de ecran pentru fiecare pereche și un ecran extern comun sub formă de grilă; folie shielded twisted pair (S/FTP - Screened Foiled twisted pair) - un ecran extern din împletitură de cupru și fiecare pereche într-o împletitură de folie; pereche răsucită ecranată neprotejată (SF / UTP - Screened Foiled Unshielded twisted pair) - un scut exterior dublu din împletitură și folie de cupru, fiecare pereche răsucită este neprotejată.
Categorii de cabluri cu perechi răsucite Există mai multe categorii de cabluri cu perechi răsucite, numerotate de la CAT 1 la CAT 7, care determină intervalul efectiv de frecvență de trecut. Cablul de categorie superioară conține de obicei mai multe perechi de fire și fiecare pereche are mai multe spire pe unitate de lungime. Categoriile de perechi răsucite neecranate sunt descrise în standardul EIA/TIA 568 (American Wiring Standard for Commercial Buildings). CAT 1 (bandă de frecvență 0,1 MHz) - un cablu telefonic, o singură pereche (în Rusia se folosește un cablu și nu se răsucește deloc - „fidea” - nu are caracteristici mai rele, ci mai multe interferențe). În SUA a fost folosit mai devreme, doar într-o formă „răsucită”. Folosit numai pentru transmisia de voce sau de date folosind un modem. CAT 2 (banda de frecventa 1 MHz) - un tip vechi de cablu, 2 perechi de conductori, suportat transfer de date la viteze de pana la 4 Mbps, folosit in retelele Token ring si Arcnet. Acum se găsește uneori în rețelele de telefonie.
Categoriile de cabluri perechi răsucite CAT 3 (bandă de frecvență 16 MHz) - cablu cu 4 perechi, utilizat în construcția rețelelor locale 10 BASE-T și token ring, acceptă rate de transfer de date de până la 10 Mbps sau 100 Mbps folosind tehnologia 100 BASE-T 4 Spre deosebire de cele două anterioare, îndeplinește cerințele standardului IEEE 802. 3. Se mai găsește și în rețelele de telefonie. CAT 4 (bandă de frecvență 20 MHz) - cablul este format din 4 perechi răsucite, utilizate în token ring, 10 BASE-T, 100 BASE-T 4 rețele, rata de transfer de date nu depășește 16 Mbps per pereche, nu este utilizat acum . CAT 5 (bandă de frecvență 100 MHz) - cablu cu 4 perechi, utilizat în construcția a 100 de rețele locale BASE-TX și pentru așezarea liniilor telefonice, acceptă rate de transfer de date de până la 100 Mbps la utilizarea a 2 perechi.
Categoria cablu pereche torsadată CAT 6 (bandă de frecvență 250 MHz) - utilizat în rețelele Fast Ethernet și Gigabit Ethernet, este format din 4 perechi de conductori și este capabil să transmită date la viteze de până la 1000 Mbps. Adăugat la standard în iunie 2002. Conform IEEE, 70% dintre rețelele instalate în 2004 foloseau cablu CAT 6. este planificat să fie utilizat pentru aplicații care rulează la viteze de până la 40 Gigabit/s. Adăugat la standard în februarie 2008. CAT 7 - specificația pentru acest tip de cablu este aprobată doar de standardul internațional ISO 11801, rata de transfer de date de până la 100 Gbps, frecvența de transmisie a semnalului până la 600-700 MHz. Această categorie de cabluri are un ecran general și scuturi în jurul fiecărei perechi. A șaptea categorie, strict vorbind, nu este UTP, ci S/FTP (Screened Fully shielded Twisted Pair).
Conectorul 8 P 8 C (8 poziții 8 contact) pereche răsucită, numit adesea eronat RJ 45 sau RJ-45, este un conector unificat utilizat în telecomunicații care are 8 pini și un zăvor. Folosit pentru a crea un LAN folosind tehnologii 10 BASE-T, 100 BASE-T și 1000 BASE-TX folosind 4 perechi de cabluri torsadate. Este folosit în multe alte domenii și pentru construirea altor rețele. Conectorul RJ-11 unificat pentru telefon este mai mic și poate fi introdus în prizele 8 P 8 C (pentru compatibilitate inversă). 8 P 8 C (RJ 45) Pereche răsucită
O fibră optică este un filament de sticlă sau plastic folosit pentru a transporta lumina în interiorul ei prin reflexie internă totală. Fibra optică este folosită ca mediu de comunicare la distanță lungă și de construire a unei rețele de calculatoare, datorită flexibilității sale (deși mai puțin decât cablurile conductoare). Deși fibrele pot fi realizate din fibră ductilă transparentă sau din fibre de cuarț, cele folosite pentru transmiterea informațiilor pe distanțe mari sunt realizate din sticlă de cuarț datorită atenuării optice scăzute a radiațiilor electromagnetice. În comunicare se folosesc fibre multimodale și monomodale; fibra multimodală este utilizată de obicei pentru distanțe scurte (până la 500 m), iar fibra monomod pentru distanțe lungi. Datorită toleranței strânse dintre fibra monomod, transmițător, receptor, amplificator și alte componente monomod, acestea sunt de obicei mai scumpe de utilizat decât componentele multimod.
Fibră optică Un impuls de lumină, care trece prin fibră, își va schimba forma din cauza fenomenului de dispersie - se va „unta”. Există mai multe tipuri de dispersie: modală, materială și ghid de undă. Dispersia modală este inerentă unei fibre multimodale și se datorează prezenței unui număr mare de moduri, al căror timp de propagare este diferit. Dispersia materialului se datorează dependenței indicelui de refracție de lungimea de undă. Dispersia ghidului de undă este cauzată de procese din interiorul modului și se caracterizează prin dependența vitezei de propagare a modului de lungimea de undă.
Fibră optică Fibra SCS monomodală are un diametru al miezului de 8-10 µm. Pentru a identifica un cablu optic cu fibre monomodale, inscripțiile 9/125 sau 8 -10/125 pot fi găsite pe cablu sau în descrierea cablului optic. Când se desemnează o fibră monomod, sunt folosite două litere SM (acronim în engleză pentru cuvântul Single. Mode). Pentru fibrele multimodale, diametrul exterior al miezului poate fi de 50 µm sau 62,5 µm. Când descriem un cablu optic cu fibre multimodale, următoarele denumiri pot fi găsite 50/125, 62,5/125, unde 50 și 62,5 este diametrul miezului fibrei. De asemenea, puteți găsi două litere MM (un acronim pentru cuvântul Multi. Mode) atunci când desemnați o fibră multimodală.
Conector fibră optică ST ST. Din engleză conector cu vârf drept (conector drept) sau, în mod informal, Stick-and-Twist (inserați și întoarceți). A fost dezvoltat în 1985 de AT&T, acum Lucent Technologies. Designul se bazează pe un vârf ceramic (ferule) cu un diametru de 2,5 mm cu o suprafață de capăt convexă. Ștecherul este fixat la priză printr-un element baionetă cu arc (similar cu conectorii BNC utilizați pentru cablul coaxial).
Conector de fibră optică ST Conectorii ST sunt cel mai ieftin și cel mai comun tip din Rusia. Este puțin mai bun decât SC în ceea ce privește duritatea datorită construcției sale metalice simple și puternice (tolerând mai multe oportunități pentru forța brută). Ca principale dezavantaje, se poate numi complexitatea marcajului, laboriositatea conexiunii și imposibilitatea creării unui muf duplex.
Conector fibră optică SC SC. De la conectorul de abonat englezesc (conector de abonat) și uneori se folosește decriptarea neoficială Stick-and-Click (inserție și snap). A fost dezvoltat de compania japoneza NTT, folosind acelasi varf ceramic ca in ST, cu un diametru de 2,5 mm. Dar ideea principală este un corp ușor din plastic care protejează bine vârful și oferă o conexiune și deconectare lină într-o singură mișcare liniară. Acest design permite o densitate mare de montare și se adaptează cu ușurință la conectori duali convenabil. Prin urmare, conectorii SC sunt recomandați pentru crearea de noi sisteme și înlocuiesc treptat ST.
Alți conectori de fibră În plus, trebuie remarcate încă două tipuri, dintre care unul este utilizat în industria conexă, iar celălalt câștigă treptat popularitate. FC. Foarte asemănător cu ST, dar cu un blocaj filetat. Este utilizat în mod activ de către telefonii din toate țările, dar practic nu apare în rețelele locale. LC. Conector nou „miniatural”, structural identic cu SC. Până acum, este destul de scump, iar utilizarea lui este lipsită de sens pentru rețelele „ieftine”. Ca principal argument „pentru” creatorii citează o densitate mare de editare. Acesta este un argument destul de serios, iar în viitorul îndepărtat (după standardele de telecomunicații) este foarte posibil ca acesta să devină tipul principal.
Echipament de rețea Tipuri de cabluri Adaptor de rețea Hub de rețea Pod de rețea Comutator de rețea Router de rețea
O placă de rețea cunoscută și sub numele de placă de rețea, adaptor de rețea, adaptor Ethernet, NIC (controler de interfață de rețea engleză) este un dispozitiv periferic care permite unui computer să interacționeze cu alte dispozitive de rețea. Conform implementării constructive, plăcile de rețea se împart în: interne - plăci separate introduse într-un slot PCI, ISA sau PCI E; extern, conectat prin interfață USB sau PCMCIA, utilizat în principal la laptopuri; încorporat în placa de bază.
Opțiuni pentru adaptorul de rețea La configurarea plăcii adaptorului de rețea, pot fi disponibile următoarele opțiuni: Număr de linie de cerere de întrerupere hardware IRQ Număr de canal DMA (dacă este acceptat) Adresă de bază I/O Adresă de bază RAM (dacă este utilizată) Auto-negociare duplex/ semi-duplex, suport de viteză pentru pachetele VLAN etichetate (801. q) cu capacitatea de a filtra pachete cu un anumit VLAN ID parametri WOL (Wake on LAN) În funcție de puterea și complexitatea plăcii de rețea, poate implementa funcții de calcul (în principal numărare și generare sume de verificare a cadrelor) în hardware sau programatic (prin driverul unei plăci de rețea folosind un procesor central).
Caracteristicile adaptoarelor de rețea Un adaptor de rețea (Network Interface Card, NIC), împreună cu driverul său, implementează al doilea nivel de legătură al modelului de sisteme deschise în nodul final al rețelei - un computer. Mai exact, într-un sistem de operare în rețea, perechea adaptor/driver îndeplinește doar funcțiile straturilor fizice și MAC, în timp ce stratul LLC este de obicei implementat de un modul de sistem de operare care este comun tuturor driverelor și adaptoarelor de rețea. De fapt, așa ar trebui să fie în conformitate cu modelul de stivă de protocol IEEE 802. De exemplu, în Windows NT, nivelul LLC este implementat în modulul NDIS, care este comun tuturor driverelor adaptoarelor de rețea, indiferent de tehnologia driverului suporturi.
Funcțiile adaptoarelor de rețea Adaptorul de rețea, împreună cu driverul, efectuează două operații: transmiterea și recepția unui cadru. Transferul unui cadru de la un computer la un cablu constă în următorii pași (unii pot fi omiși, în funcție de metodele de codare adoptate): 1. Recepția unui cadru de date LLC printr-o interfață interstrat, împreună cu informații despre adresa de nivel MAC. De obicei, interacțiunea dintre protocoalele din interiorul unui computer are loc prin intermediul bufferelor situate în RAM. Datele pentru transmiterea în rețea sunt plasate în aceste buffere prin protocoale de nivel superior care le preiau din memoria discului sau din memoria cache de fișiere folosind subsistemul I/O al sistemului de operare. 2. Formularea unui cadru de date layer MAC în care cadrul LLC este încapsulat (cu steagurile 01111110 eliminate). Completarea adreselor de destinație și sursă, calcularea sumei de control.
Funcțiile adaptoarelor de rețea 3. Formarea simbolurilor codurilor la utilizarea codurilor redundante precum 4 V/5 V. Alterarea codurilor pentru a obține un spectru mai uniform de semnale. Această etapă nu este utilizată în toate protocoalele - de exemplu, tehnologia Ethernet de 10 Mbps se descurcă fără ea. 4. Ieșirea semnalelor către cablu în conformitate cu codul de linie acceptat - Manchester, NRZ 1. MLT 3 etc.
Funcțiile adaptoarelor de rețea Recepția unui cadru de la un cablu către un computer include următoarele acțiuni: 1. Recepția de la un cablu a semnalelor care codifică un flux de biți. 2. Identificarea semnalelor pe fond de zgomot. Această operațiune poate fi efectuată de diverse cipuri specializate sau procesoare de semnal DSP. Ca urmare, în receptorul adaptorului se formează o anumită secvență de biți, cu un grad mare de probabilitate care coincide cu cel care a fost trimis de transmițător.
Funcțiile adaptoarelor de rețea 3. Dacă datele erau amestecate înainte de a fi trimise la cablu, atunci acestea sunt trecute printr-un decriptator, după care simbolurile codului trimise de transmițător sunt restaurate în adaptor. 4. Verificarea sumei de verificare a cadrului. Dacă este incorect, atunci cadrul este eliminat și codul de eroare corespunzător este transmis protocolului LLC prin interfața interstrat în sus. Dacă suma de control este corectă, atunci cadrul LLC este extras din cadrul MAC și transmis prin interfața inter-strat în amonte, către protocolul LLC. Cadrul LLC este tamponat în RAM. Distribuția responsabilităților între adaptorul de rețea și driverul său nu este definită de standarde, astfel încât fiecare producător decide singur această problemă. De obicei, adaptoarele de rețea sunt împărțite în adaptoare pentru computerele client și adaptoare pentru servere.
Clasificarea adaptoarelor de rețea În adaptoarele pentru computerele client, o mare parte a muncii este transferată către driver, făcând astfel adaptorul mai simplu și mai ieftin. Dezavantajul acestei abordări este gradul ridicat de încărcare a procesorului central al computerului cu munca de rutină la transferul cadrelor din memoria RAM a computerului în rețea. Procesorul central este forțat să facă această muncă în loc să efectueze sarcini de aplicație utilizator. Prin urmare, adaptoarele concepute pentru servere au de obicei propriile procesoare, care fac cea mai mare parte a muncii de transfer de cadre din RAM în rețea și invers. Un exemplu de astfel de adaptor este adaptorul de rețea SMS Ether. Putere cu procesor Intel i 960 integrat.
Network hub sau Hub (jar. din engleză hub - centru de activitate) - un dispozitiv de rețea conceput pentru a combina mai multe dispozitive Ethernet într-un segment comun de rețea. Dispozitivele sunt conectate folosind pereche răsucită, cablu coaxial sau fibră. Hub-ul funcționează la nivelul fizic al modelului de rețea OSI, repetă semnalul care vine pe un port către toate porturile active. Dacă un semnal ajunge la două sau mai multe porturi, are loc o coliziune în același timp, iar cadrele de date transmise se pierd. Astfel, toate dispozitivele conectate la hub se află în același domeniu de coliziune. Hub-urile funcționează întotdeauna în modul half-duplex, toate dispozitivele Ethernet conectate împărtășesc lățimea de bandă de acces furnizată.
Caracteristicile hub-urilor de rețea Numărul de porturi - conectori pentru conectarea liniilor de rețea, hub-urile sunt de obicei produse cu 4, 5, 6, 8, 16, 24 și 48 de porturi (cele mai populare cu 4, 8 și 16). Hub-urile pot fi conectate în cascadă între ele, crescând numărul de porturi pe un segment de rețea. Unele au porturi speciale pentru asta. Rata de transfer de date - măsurată în Mbps, hub-urile sunt disponibile cu viteze de 10, 100 și 1000. Hub-urile cu capacitatea de a schimba viteza sunt în principal comune, denumite 10/1000 Mbps. De obicei, dacă cel puțin un dispozitiv este atașat la un hub la o viteză redusă, acesta va trimite date către toate porturile la acea viteză. Tipul de medii de rețea este de obicei pereche răsucită sau fibră, dar există hub-uri pentru alte medii, precum și medii mixte, cum ar fi perechea răsucită și cablul coaxial.
Diagrame de sertizare cu perechi răsucite Diagramele de sertizare cu perechi răsucite sunt pentru cabluri de Categoria 5 (4 perechi de conductori). Este sertizat cu un conector 8 P 8 C. Există 2 scheme de sertizare a cablurilor: un cablu drept și un cablu încrucișat (încrucișat). Prima schemă este folosită pentru a conecta un computer la un switch/hub, a doua este folosită pentru a conecta direct 2 computere și pentru a conecta câteva modele vechi de hub-uri/switch-uri (port uplink). Numerotarea conectorului 8 P 8 C
Modele de sertizare EIA/TIA 568 A cablu drept EIA/TIA 568 B cablu drept
Echipament de rețea Tipuri de cabluri Adaptor de rețea Hub de rețea Pod de rețea Comutator de rețea Router de rețea
Network bridge Bridge, network bridge, bridge (argo, hârtie de calc din engleză bridge) - echipament de rețea pentru conectarea segmentelor unei rețele locale. Puntea de rețea funcționează la al doilea strat al modelului OSI, oferind limitarea domeniului de coliziune (în cazul unei rețele Ethernet). O descriere formală a unei punți de rețea este dată în standardul IEEE 802.1 D.
Funcționalitatea podului restricționarea întârzierii în domeniul de coliziune a cadrelor adresate unui nod din segmentul emițător restricție a tranziției din domeniu în domeniu a cadrelor eronate: pitici (cadre mai mici decât lungimea permisă de standard (64 octeți)) cadre cu erori CRC cadre ( mai mare decât este permis de standard)
Funcționalitate pod Funcționalitate suplimentară Detectare (și suprimare) buclei (furtună de difuzare) Suport pentru protocolul spanning tree pentru a întrerupe buclele și a oferi redundanță a legăturii.
Echipament de rețea Tipuri de cabluri Adaptor de rețea Hub de rețea Pod de rețea Comutator de rețea Router de rețea
Un comutator de rețea sau comutator (argoul din engleză switch - switch) este un dispozitiv conceput pentru a conecta mai multe noduri ale unei rețele de calculatoare într-un singur segment. Spre deosebire de un hub care distribuie traficul de la un dispozitiv conectat la toate celelalte, un comutator redirecționează doar datele direct către destinatar. Acest lucru îmbunătățește performanța și securitatea rețelei prin eliminarea nevoii (și a capacității) pentru restul rețelei de a procesa date care nu le-au fost destinate. Comutatorul funcționează la nivelul de legătură al modelului OSI și, prin urmare, în cazul general, poate uni nodurile aceleiași rețele doar prin adresele lor MAC.
Cum funcționează comutatorul Switch-ul menține un tabel în memorie care mapează adresa MAC a gazdei la portul comutatorului. Când comutatorul este pornit, acest tabel este gol și se află în modul de învățare. În acest mod, datele de intrare pe orice port sunt transmise către toate celelalte porturi ale comutatorului. În acest caz, comutatorul analizează cadrele și, după ce a determinat adresa MAC a gazdei expeditorului, o introduce într-un tabel. Ulterior, dacă unul dintre porturile de comutare primește un cadru destinat unei gazde a cărei adresă MAC este deja în tabel, atunci acest cadru va fi transmis doar prin portul specificat în tabel.
Moduri de comutare Există trei moduri de comutare. Fiecare dintre ele este o combinație de parametri precum latența și fiabilitatea transmisiei. 1. Cu stocare intermediară (Store and Forward). Comutatorul citește toate informațiile din cadrul, le verifică pentru erori, selectează un port de comutare și apoi îi trimite cadrul. 2. Prin (cut-through). Comutatorul citește doar adresa de destinație din cadru și apoi comută. Acest mod reduce întârzierile de transmisie, dar nu are o metodă de detectare a erorilor.
Comutare moduri 3. Fără fragmente sau hibrid. Acest mod este o modificare a modului de trecere. Transmiterea se efectuează după filtrarea fragmentelor de coliziuni (cadrele de 64 de octeți sunt procesate folosind tehnologia de stocare și redirecționare, restul sunt procesate folosind tehnologia cut through).
Caracteristici și tipuri de comutatoare Comutatoarele sunt împărțite în gestionate și neadministrate (cele mai simple). Comutatoarele mai complexe vă permit să controlați comutarea la nivelul canalului (al doilea) și al rețelei (al treilea) al modelului OSI. Acestea sunt de obicei denumite în consecință, de exemplu, Layer 2 Switch sau pur și simplu pe scurt L 2. Switch-ul poate fi gestionat prin protocolul de interfață Web, SNMP, RMON (un protocol dezvoltat de Cisco), etc. Multe switch-uri gestionate vă permit să efectuați funcții suplimentare: VLAN, Qo . S, agregare, oglindire. Switch-urile complexe pot fi combinate într-un singur dispozitiv logic - o stivă, pentru a crește numărul de porturi.
Router Un router sau un router, un router (din engleză router), este un dispozitiv de rețea care, pe baza informațiilor despre topologia rețelei și a anumitor reguli, ia decizii privind redirecționarea pachetelor de nivel de rețea (nivelul 3 al modelului OSI) între diferite segmente de rețea. Funcționează la un nivel mai înalt decât comutatorul și puntea de rețea.
Cum funcționează un router Routerul utilizează adresa de destinație specificată în pachetele de date și folosește tabelul de rutare pentru a determina calea pe care ar trebui să o ia datele. Dacă nu există nicio rută descrisă în tabelul de rutare pentru adresă, pachetul este abandonat. Există și alte modalități de a determina calea de redirecționare a pachetelor, cum ar fi utilizarea adresei sursă, a protocoalelor de nivel superior utilizate și a altor informații conținute în antetele pachetelor de la nivelul rețelei. Routerele pot filtra fluxul de date de tranzit pe baza anumitor reguli pentru a restricționa accesul, a cripta/decripta datele transmise etc.
Tabelul de rutare conține informații pe baza cărora routerul ia o decizie cu privire la transmiterea ulterioară a pachetelor. Tabelul constă dintr-un număr de intrări - rute, fiecare dintre ele conține adresa rețelei destinatarului, adresa următorului nod către care ar trebui să fie transmise pachetele și o greutate de intrare - o metrică. Valorile intrărilor din tabel joacă un rol în calcularea celor mai scurte rute către diferite destinații. În funcție de modelul de router și de protocoalele de rutare utilizate, tabelul poate conține câteva informații suplimentare de service.
Tabel de rutare 192.168.64.0/16 prin 192.168.1.2, 00:34, rapid. Ethernet 0/0. 1 unde 192.168.64.0/16 este rețeaua de destinație, 110/distanță administrativă /49 este metrica rutei, 192.168.1.2 este adresa următorului router către care să redirecționeze pachetele pentru rețeaua 192.168.64.0 /16, 00:34 - timp în care a fost cunoscut acest traseu, Rapid. Ethernet 0/0. 1 - interfata routerului prin care se poate ajunge la „vecinul” 192. 168. 1. 2.
Rutare statică Tabelul de rutare poate fi compilat în două moduri: rutare statică - când intrările din tabel sunt introduse și modificate manual. Această metodă necesită intervenția administratorului de fiecare dată când există o schimbare în topologia rețelei. Pe de altă parte, este cel mai stabil și necesită un minim de resurse hardware de router pentru a servi masa.
Rutare dinamică rutare dinamică - atunci când intrările din tabel sunt actualizate automat folosind unul sau mai multe protocoale de rutare - RIP, OSPF, EIGRP, IS-IS, BGP etc. În plus, routerul construiește un tabel cu căile optime către rețelele de destinație pe baza diverse criterii - numărul de noduri intermediare, lățimea de bandă a canalului, întârzierea transferului de date etc. Criteriile pentru calcularea rutelor optime depind cel mai adesea de protocolul de rutare și sunt stabilite și de configurația routerului. Adesea, teoria grafurilor este folosită pentru a construi tabele de rutare.
Utilizarea routerelor Routerele ajută la reducerea congestionării rețelei prin împărțirea rețelei în domenii de coliziune și difuzare și prin filtrarea pachetelor. Ele sunt utilizate în principal pentru a combina rețele de diferite tipuri, adesea incompatibile în arhitectură și protocoale, de exemplu, pentru a combina rețele LAN Ethernet și conexiuni WAN folosind protocoalele x. DSL, PPP, ATM, Frame Relay etc. Adesea, un router este folosit pentru a oferi acces dintr-o rețea locală la Internetul global, îndeplinind funcțiile de traducere a adresei și un firewall.
Implementarea routerului Un router poate fi fie un dispozitiv dedicat (hardware), fie un computer obișnuit care funcționează ca un router. Există mai multe pachete software (în mare parte bazate pe nucleul Linux) care pot transforma un computer într-un router multifuncțional, cum ar fi GNU Zebra.
Domeniul de coliziune Domeniul de coliziune este un segment de rețea care are un strat fizic comun, în care doar un abonat poate accesa mediul de transmisie la un moment dat. Întârzierea în propagarea semnalului între stații sau începerea simultană a transmisiei provoacă coliziuni care necesită o manipulare specială și reduc performanța rețelei. Cu cât mai multe noduri într-un astfel de segment, cu atât este mai mare probabilitatea de coliziuni. Domeniul de coliziune este redus prin segmentarea rețelei fizice folosind poduri și alte dispozitive de rețea de nivel superior.
Domeniul de coliziune Dispozitivele de rețea care operează la diferite niveluri ale modelului OSI pot extinde sau limita domeniul de coliziune. Sunt posibile următoarele opțiuni: Dispozitivele OSI layer 1 (hub-uri, repetoare) retransmit doar orice semnal care vine de la mediul de transmisie și extind domeniul de coliziune. Dispozitivele celui de-al doilea și al treilea strat OSI (punți, comutatoare, routere) limitează domeniul de coliziune. Un domeniu de coliziune nu există atunci când vă conectați la un port de comutare în modul full duplex sau când vă conectați punct la punct între două adaptoare de rețea.
Domeniul de difuzare Domeniul de difuzare (segment) este o secțiune logică a unei rețele de calculatoare în care fiecare dispozitiv poate transmite date direct către orice alt dispozitiv fără a utiliza un router. În cazul general, acest termen este aplicabil celui de-al doilea strat (link) al modelului de rețea OSI, dar uneori se aplică și celui de-al treilea strat cu o rezervare corespunzătoare. Dispozitive care restricționează domeniul de difuzare - routere care funcționează la al treilea strat de rețea al modelului OSI și switch-uri la al doilea strat al modelului OSI care acceptă tehnologia VLAN. Dispozitivele de prim nivel - hub-uri și repetoare, precum și comutatoarele fără suport VLAN, nu limitează domeniul de difuzare.
Scheme de transfer de date Transferul de date unicast (unidirecțional (unidirecțional) implică transmiterea de pachete către o singură destinație.
Scheme de transfer de date Broadcast este o formă de transfer de date în care fiecare pachet de date transmis ajunge la toți participanții la rețea simultan. Difuzarea este posibilă numai în cadrul unui segment de rețea (L 2 sau L 3), cu toate acestea, pachetele de date pot fi trimise din afara segmentului în care se va efectua difuzarea (de exemplu, trimiterea unui pachet către o adresă IP de difuzare printr-un router de la în afara rețelei). Încărcarea rețelei în cazul difuzării nu este diferită de o transmisie normală de date către o destinație, deoarece pachetele de date nu sunt multiplicate (spre deosebire de multicast).
Scheme de transfer de date Multicast (multicast în engleză) este o formă specială de difuzare, în care copiile pachetelor sunt trimise unui anumit subset de destinatari. Cu tehnologia tradițională de adresare IP, fiecare destinatar de informații trebuie să-și trimită propriul pachet de date, adică aceeași informație este transmisă de mai multe ori. Tehnologia multicast este o extensie a adresei IP care permite ca o copie a unui pachet să fie trimisă la toți destinatarii simultan. Setul de destinatari este determinat de apartenența fiecăruia dintre ei la un anumit grup. Doar membrii acelui grup primesc e-mailuri pentru un anumit grup.
Scheme de transmitere a datelor Pentru a implementa adresarea multicast într-o rețea locală, este necesar: suport pentru adresare multicast prin stiva de protocol TCP/IP; suport software pentru protocolul IGMP pentru a trimite o cerere de aderare la un grup și de a primi trafic de grup; suport pentru placa de rețea multicast; aplicație care utilizează multicast, cum ar fi conferința video. Pentru a extinde această capacitate la rețeaua globală, este, în plus, necesar să se accepte adresarea multicast de către toate routerele intermediare și să se transmită traficul multicast de către firewall-urile utilizate. Pe o rețea LAN, puteți obține o optimizare și mai mare prin utilizarea comutatoarelor cu filtrare multicast, care se configurează automat pentru a transmite traficul numai către destinatari.
Scheme de transfer de date IP Multicast utilizează adrese de la 224.0.0.0 la 239.255. Sunt acceptate atât adresarea statică, cât și cea dinamică. Un exemplu de adrese statice este 224.0.0.1 - adresa unui grup care include toate nodurile rețelei locale, 224.0.0.2 - toate routerele rețelei locale. Intervalul de adrese de la 224.0.0.0 la 224.0.0.255 este rezervat protocoalelor de rutare și altor protocoale de suport multicast de nivel scăzut. Restul adreselor sunt utilizate dinamic de aplicații. Recent, transmisiile multimedia și videoconferințele au devenit larg răspândite. Cu tehnologia tradițională, lățimea de bandă a canalelor existente este suficientă doar pentru a stabili comunicarea cu un număr foarte limitat de destinatari. Adresarea multicast elimină această restricție și poate exista orice număr de destinatari.
Scheme de transfer de date Anycast (literal „trimitere către cineva”) este o metodă de distribuție a pachetelor (implementată, în special, în protocolul IPv 6), care permite unui dispozitiv să trimită date celui mai apropiat dintr-un grup de destinatari. În protocolul IP, anycast este implementat prin publicarea aceleiași rute din diferite puncte din rețea prin protocolul BGP. Anycast este utilizat în prezent pe Internet pentru a îmbunătăți timpii de răspuns și pentru a echilibra încărcarea serverelor rădăcină NS. De exemplu, serverul rădăcină NS K are multe instalări, inclusiv în Amsterdam, Londra, Tokyo, Delhi, Miami, Reykjavik, Novosibirsk, Helsinki și alte orașe.
Orice rețele create sau așezate pe orice teritoriu cu ajutorul mijloacelor tehnice și axate pe deservirea diferitelor categorii de utilizatori constituie infrastructura inginerească a unităților rezidențiale și industriale, orașelor și statelor. Au o anumită structură care face posibilă satisfacerea cât mai eficientă a nevoilor statelor, formațiunilor sociale, sectoarelor economice și ale indivizilor. În procesele, sistemele și tehnologiile informaționale, termenul „rețea” înseamnă cel puțin mai multe calculatoare și alte calculatoare conectate între ele folosind echipamente speciale pentru a efectua calcule și a face schimb de diferite tipuri de informații. Rețelele complexe implică un număr mare de utilizatori, o structură extinsă, noduri de comutare și comunicație care conectează pe toți într-o singură structură.
Rețea de comunicații - un sistem de obiecte care îndeplinesc funcțiile de creare (generare), transformare, stocare și consumare a unui produs și linii de transport prin care acest produs este transmis în cadrul rețelei. Obiectele unui astfel de sistem se numesc puncte sau noduri ale rețelei, iar liniile se numesc comunicații, conexiuni sau canale de comunicare. Produsul din astfel de rețele poate fi energie, masă și informație.
Crearea primelor rețele de calculatoare de comunicații, concentrate în primul rând pe calcule matematice, a dat naștere numelui lor - " retele de calculatoare».
Rețea de calcul - o rețea de comunicații computerizate concepută pentru măsurători, experimente, calcule matematice combinate complexe etc. lucrări, inclusiv în sisteme automate și automatizate.
Aproape imediat, odată cu apariția rețelelor de calculatoare, acestea au început să fie folosite pentru a face schimb de diferite tipuri de date (rețele de date) și informații. Dezvoltarea rețelelor de calculatoare și a tehnologiilor de rețea a arătat posibilitatea utilizării acestora pentru a dezvălui cât mai pe deplin esența informațională a rețelelor și a organiza suportul informațional la scară largă pentru societate. Acest lucru a condus la faptul că rețelele de calculatoare care asigură schimbul de resurse de informații au început să fie numite „ informativ rețele”. În același timp, nu trebuie să renunțe la calculul în rețea, în plus, această tehnologie este în mod constant îmbunătățită, iar acum supercalculatoarele unite într-o rețea de informații fac posibilă efectuarea de calcule ultra-rapide legate de nevoile oricăror domenii.
Rețeaua de informații - o rețea de comunicații în care informația acționează ca un produs al creării, prelucrării, stocării și utilizării.
Rețineți că dispozitivele de calcul folosite pentru a crea rețele au, în mod istoric, denumiri diferite: computere (VM), computere electronice (ECM), mini și microcalculatoare, computere, inclusiv computere personale (PC), supercalculatoare etc. funcții care diferă unele de altele, dar în cazul nostru le vom percepe ca dispozitive similare și le vom folosi în text ca sinonime.
Deci, să trecem la luarea în considerare a tipurilor și a tipurilor de rețele.
De afilierea functionala selectați rețele:
● Informațional,
● Calcul,
● Informații și calcul.
Prin metode de transfer de date exista retele cu:
1) transmiterea datelor prin canale de comunicare dedicate;
2) comutare de circuit;
3) comutarea mesajelor;
4) comutarea pachetelor de mesaje.
Sistematizarea prezentată a rețelelor prin afiliere funcțională și metode de transmitere a datelor implică structurarea acestora. Arhitectura rețelei cuprinde trei structuri:
● logic,
● hardware,
● software.
Considerare structura logica necesare în rezolvarea problemelor de cercetare formate din două tipuri: analiză şi sinteză. Structura logică a rețelei presupune prezența următoarelor componente:
● calculatoare (calculatoare),
● calculator principal de control,
● computer auxiliar,
● dispozitive și sisteme de comunicații,
● echipamente teritoriale.
Structurile reale ale rețelei pot diferi de cea logică. Într-un computer al rețelei, funcțiile mașinii de calcul, de control principal și de comutare pot fi concentrate.
Structura hardware înseamnă în acest caz topologia rețelei luată în considerare în cadrul acestui subiect.
Structura programului include OS, și diverse software care asigură interconectarea calculatoarelor în rețele, transferul de informații, protecția împotriva acțiunilor neautorizate etc. Software-ul este discutat în subiectul 8.
Dezvoltarea tehnologiei și tehnologiilor informatice a adus la viață nevoia de a face schimb de informații nu numai într-o singură organizație, ci și cu alte întreprinderi și persoane aflate la diferite distanțe unele de altele. Acest lucru a contribuit la dezvoltarea sistemelor informatice teritoriale, regionale, internaționale (globale) și la apariția unei „rețele de rețele” la nivel mondial - Internetul. În același timp, s-a dovedit că un computer poate fi conectat la o rețea telefonică a abonaților și poate avea acces la alți abonați ai internetului, e-mail, teletipuri și faxuri care lucrează cu această rețea etc. În cazul general, pentru a crea tehnologii informatice automatizate simple, dar eficiente, se pot folosi două sau trei PC-uri care, printre altele, permit crearea de resurse separate, distribuite și integrate.
Creșterea sistemelor informaționale, interconectate pentru schimbul de informații și rezolvarea altor probleme, a inițiat crearea rețelelor internaționale, iar apoi Internetul. Diverse rețele pot fi conectate fizic prin canale de comunicare, dar este imposibil să se asigure funcționarea diferitelor hardware și software fără coordonarea parametrilor relevanți. Această împrejurare a fost decisivă pentru formarea regulilor uniforme de rețea, iar apoi a standardelor de Internet, care au influențat crearea tehnologiilor Internet.
Sub Tehnologia internetului este înțeles ca un set de reguli și proceduri, în urma cărora utilizatorul primește resurse de informații de pe Internet.
Structura tehnologiei Internet se bazează pe structura generală a rețelelor și constă din următoarele elemente:
● hardware – linii de comunicație și echipamente necesare (routere, servere, sisteme utilizator);
● software - aplicatii server care asigura functionarea principalelor noduri de retea, software client (browsere, programe de email, clienti FTP);
● suport organizatoric - o structură ierarhică, în vârful căreia se află companiile de telecomunicații care dețin canale mari de comunicații. Mai jos sunt furnizorii regionali, furnizorii de servicii de internet (primari - care dețin propriile canale de comunicații cu rețeaua de bază și secundare - canale de închiriere de la furnizorii primari și companiile regionale de telecomunicații).
Orice rețea se caracterizează prin prezența uneia sau mai multor structuri care își gestionează funcționarea și utilizatorii finali (executori, clienți, clienți etc.). În rețelele de informații, sistemele de control sunt numite servere.
sub termenul " Server" (ing. " Server ”- procesor de servire, nod de serviciu) înțelege un computer conectat la rețea, suficient de puternic, care are anumite resurse partajate, precum și, de regulă, capacitatea de a combina un anumit număr de computere atât în rețelele de informații locale, cât și globale. Serverele îndeplinesc de obicei funcții administrative în rețea și sunt apelate administratorii de sistem. Sarcinile lor includ verificarea operabilității sistemului (canale, calculatoare, programe etc.); detectarea defecțiunilor, accesului neautorizat și a altor încălcări în rețea; recuperarea rețelei; contabilizarea funcționării rețelei, pregătirea de rapoarte privind funcționarea acesteia și furnizarea utilizatorilor de informații despre resursele rețelei.
Cu programareserverele sunt împărțite în: fișier, comunicare, aplicații, mail etc.
Din punct de vedere istoric, primul care a apărut server de fișiere (« Server de fișiere ”) și avea scopul de a oferi clienților anumite programe și fișiere. La cererea utilizatorilor, serverul de fișiere oferă copii ale anumitor componente software. Prin urmare, serverul trebuie să aibă un spațiu de stocare puternic pentru toate programele necesare. Funcționarea unui server de fișiere corespunde în mare măsură cu dispecerizarea centralizată.
Server de comunicații oferă funcții auxiliare de comunicare, stabilind cele mai bune rute pentru livrarea corespondenței. Pentru a face acest lucru, el folosește tabele: control, starea nodurilor de rețea.
Server de aplicații ("Serverul de aplicații ”) efectuează toate lucrările necesare, iar utilizatorii se ocupă doar de datele sursă și de rezultatul prelucrării.
Server de mailconceput pentru a organiza e-mailul. Software-ul serverului de e-mail poate fi instalat pe orice PC cu orice nume de domeniu, chiar și al treilea sau al patrulea nivel.
În plus, rețelele folosesc: server de baze de date (" Server de bază de date ”), server de imprimare, server de fax etc. Cel mai utilizat software este Windows NT.
Calculatoarele conectate la rețea la servere sunt numite stații de lucru (PC-uri) sau clienți. Diferența constă în software-ul utilizat, care vă permite să utilizați computerele din rețea doar ca server sau ca PC. Este posibil ca orice computer din rețea să fie un server în unele condiții și un „client” în altele. " Client' este în general considerat un computer mai puțin puternic ale cărui resurse nu sunt partajate în rețea. O rețea formată din computere „servere” și „clienți”, bazată pe software care asigură funcționarea acestora în astfel de moduri, se numește „ client server».
Sarcina principală a rețelei este organizarea fiabilă a schimbului rapid de informații între abonații săi, care este realizat de sistemul de transmisie a datelor (DTS) organizat în această rețea. Îndeplinirea unui astfel de obiectiv depinde de structura de rețea aleasă, de lățimea de bandă a echipamentului său de formare a canalelor, de metoda de transmitere a datelor etc.
Principalele cerințe pentru rețele includ: ușurință în utilizare, viteză mare de transfer de informații, cost redus și secret. Parametrii importanți ai rețelelor sunt și deschiderea, fiabilitatea, dinamismul, autonomia. În plus, rețeaua este determinată de resursele utilizate în ea, soluții software și hardware, interfață, posibilitatea transmiterii fără erori a informațiilor, precum și servicii.
Sub interfata se referă la modul în care un utilizator accesează resursele rețelei. Implică apariția prezentării informațiilor pe ecranul computerului, comoditatea și ușurința executării comenzilor necesare, un meniu prietenos și un sistem prompt, o metodă standard de lucru cu programe, un sistem de afișare a mesajelor care controlează funcționarea a rețelei (monitorizare), utilizarea maximă a limbilor naturale etc.
Din punctul de vedere al organizației, există trei tipuri de rețele: reale, artificiale și peer-to-peer. Să le luăm în considerare mai detaliat.
La rețele reale includ cele în care calculatoarele sunt interconectate după o anumită schemă prin intermediul unor dispozitive speciale - adaptoare de rețea și este necesară prezența specialiștilor care monitorizează și operează astfel de rețele. Sunt numită „rețea reală sau Rețea cu o atitudine” (NWA). De exemplu, NetWare de la Novell și Windows NT de la Microsoft . Mai complexă și în același timp răspândită este tehnologia de rețea „client/server”, când orice computer din rețea în anumite situații poate fi alternativ atât server, cât și client. IR-urile lor sunt de obicei localizate pe hard disk-urile unuia sau mai multor servere. În orice caz, oriunde se află un IR partajat, acesta este disponibil pentru toți utilizatorii acelei rețele.
Rețele artificiale nu necesită un hard disk special de rețea. Calculatoarele din aceste rețele comunică între ele prin porturi seriale sau paralele fără adaptoare de rețea speciale. Uneori se numește această conexiune modem nul sau zero-slot (ing. " rețea cu slot zero ”), deoarece nicio placă de rețea (adaptor) nu este inclusă în niciunul dintre sloturile de pe computer. Aceste rețele sunt foarte lente și, de obicei, permit doar două computere să funcționeze în același timp. Acestea includ Laplink, Interlink etc.
Rețele peer-to-peer sunt organizate pe principiul „egal între egali” (ing. „ reţea peer-to-peer ”) și aparțin unui tip intermediar între real și artificial. Într-o rețea peer-to-peer, în funcție de nevoie, fiecare computer poate fi un server sau un PC. De exemplu, un PC cu o imprimantă conectată la acesta poate fi folosit ca server de imprimare în rețea etc. Firmă Microsoft încorporează o astfel de rețea în sistemele de operare Windows 95/97/98/2000. Companie Artisoft oferă o rețea peer-to-peer LANtastic lucrul cu sisteme de operare DOS și Windows.
Avantajul unor astfel de rețele este că oferă aproape aceleași caracteristici (servicii) ca și rețelele reale, fiind în același timp mult mai ușor de instalat și întreținut. În plus, nu este necesară alocarea unică a serverelor, deoarece orice computer poate fi un server și un client în același timp. În același timp, computerele utilizatorilor pot accesa foldere, fișiere și imprimante aflate pe alte computere din această rețea.
Un aspect important al tehnologiilor de rețea este alegerea metoda de mesagerie în rețea. Sunt cunoscute și utilizate trei metode de transmitere.
Metoda de transmitere cu acces prioritar . Calculatorul de transmisie primește o solicitare de transmitere a informațiilor. I se oferă un canal pentru utilizare temporară. Toate celelalte computere din rețea așteaptă încheierea sesiunii de transfer.
Metoda navetei . Un pachet de informații circulă în rețea cu un interval gol și interogează secvențial toate computerele pentru necesitatea de a transmite informații de către acestea. Dacă există o astfel de nevoie, intervalul de mișcare preia un posibil pachet de informații pentru transmitere și îl transferă destinatarului.
Metoda pachetului de jetoane . Această metodă este similară cu transportul containerului, când un mesaj pregătit pentru transmitere este „convertit” (transformat) în pachete cu o adresă și așteaptă o oportunitate cu un transportator, care în acest caz este un interval de timp marcat. Acest interval poate fi utilizat doar de un singur computer.
Dacă se adoptă un sistem de comunicații cu un singur canal, atunci doar un singur RS poate transmite date în orice moment. Cu un sistem de comunicare multicanal, numărul maxim de mesaje transmise este egal cu numărul de canale de informare. Un astfel de sistem vă permite să transferați informații grafice și să organizați conferințe video.
Procesele efectuate în rețea pot fi împărțite în principale și auxiliare. Principalele sunt procesele de aplicare- introducerea, prelucrarea, stocarea și transmiterea informațiilor către utilizatori. Sunt considerate auxiliare procese de interacțiune procesele de aplicare între ele folosind instrumente de comunicare. Aceste procese sunt destul de complexe, astfel încât Organizația Internațională de Standardizare ( ISO ) recomandă împărțirea lor în șapte niveluri. De sus în jos este:
Aplicat (7),
Reprezentant (6),
Sesiune (5),
transport (4),
Rețea (3),
Canalul (2),
Fizic (1).
Orice nivel urmează instrucțiunile nivelului superior. Stratul de aplicație folosește serviciul tuturor celorlalte niveluri de procese de interacțiune. Sarcina principală a straturilor este de a asigura o interacțiune fiabilă între procesele de aplicare. Nivelurile superioare sunt capabile să corecteze erorile nivelurilor inferioare. Deci, de exemplu, o eroare ratată de stratul de legătură la transmiterea informațiilor va fi detectată și corectată de stratul de transport.
