Реферат: Технологии создания сетей

Правительство поддержало работы в сфере разработки стандартов протоколов,

сетевого оборудования и обеспечило создание первой работающей сети коммутации

пакетов. Это территориально распределенная сеть ARPANET (Advanced Reserch

Projects Agency NETwork) связывала федеральные, образовательные и

исследовательские центры, оснащенные вычислительными средствами различных

производителей. (Продолжение работ над протоколами и их реализацией привело

к созданию пакета индустриальных стандартов таких, как ТСР/IР, и глобальных

вычислительных сетей таких, как сеть Internet, инициатором создания которой

являлось Министерство Обороны).

  [6]Рис.1-1. Пример территориально-распределенного пакетного трафика США.

[5]Вскоре последовала коммерческая реализация сетей коммутации пакетов.

В связи с устойчивой тенденцией увеличения вычислительной мощности ЭВМ

при снижении ее стоимости была сформирована концепция "персональной" ЭВМ.

Производители ранних локальных сетей (ЛС) получили преимущество при создании

гомогенных ЛС, поскольку движение в направлении гетерогенных сетей

предполагало решение целого ряда проблем.

Некоторые сетевые спецификации подобные спецификации Ethernet фирмы Xerox

успешно применялись в гетерогенных (т.е. разнородных) сетях, обьединявших

оборудование различных производителей. Другие платформы, подобно SNA фирмы

IBM, в конце концов дополнялись средствами для поддержки связи с

другими (гетерогенными) сетями.

[КС 1-6]

         [ Гетерогенные сети  ]

         [  К рис. на стр.1-7 ]

[1]Гетерогенные сети

[5]Развитие стандартов взаимодействия ЭВМ в области аппаратуры и программного

обеспечения ускоряет рост как вычислительных сетей, так и подсетей связи.

Такие организации, как IEEE (Institute of Electrical and Electronics

Engineers) поддерживают основную цель Международной Организации по

Стандартизации (International Standards Organization - ISO) - обеспечение

общемирового сетевого взаимодействия. Эти

организации дорабатывают различные отраслевые стандарты, реализованные ведущими

производителями сетевого оборудования и программного обеспечения до придания

им статуса международных.

Наиболее быстро в этом направлении продвигаются модемные сети ЭВМ. В них

сетевая информация обрабатывается без какого-либо влияния на способность ЭВМ

выполнять другую работу. Сегодняшние системы связи, изготовленные различными

производителями, дают возможность пользователям выполнять обмен сообщениями в

рамках электронной почты, использовать файлы и базы данных друг друга.

[КС 1-7]

          [Предпринимательство и глобальные сети]

          [ к рис. на стр.1-8 (в поле рисунка)]

[1]Развитие предпринимательства и глобальные сети

[5]Современные сетевые технологии буквально пронизывают сверху донизу

предпринимательскую деятельность. Например, банк с помощью сети может вести

дела вкладчиков/депозиторов, принимать перечисления на их счета от других

учреждений, пересылать фонды между филиалами, осуществлять поиск,

назначать полномочия, выделять ссуды. Или же некоторая компания с помощью

сети может поддерживать связь со своими поставщиками, дирекцией, биржами.

Сеть может поддержать составление фотографически точных отсчетов о

состоянии предприятия, прогнозирование тенденций развития. Сети, которые

соединяют все части некоторой организации, называются "учрежденческими

сетями".

Дополнительно к учрежденческим сетям многие сегоднящние сети делают

прозрачными национальные, коммерческие и правительственные границы для

обеспечения таких видов деятельности, как международная валютная активность,

налогообложение и служба безопасности. Все это поддерживается, так

называемыми, "глобальными сетями". Также, как и учрежденческие сети,

глобальные сети зачастую образуются в результате обьединения существующих

(однако принципиально разнородных) сетей. Различие в том, что учрежденческие

сети не распространяются за пределы одной организации, глобальные сети

могут охватывать несколько организаций.

[КС 1-8]

Использование сетей становится все более простым. Многие приложения

скрывают от пользователей сложность сетевой организации,

позволяя даже несведущим в сетевых технологиях, использовать сетевые

ресурсы. И, наконец, современные управленческие приложения обеспечивают

администраторов сетей более гибкими средствами конфигурирования,

мониторинга, анализа и диагностирования сетей.

[1]Итоги

[5]За очень короткий период времени сети ЭВМ прошли путь от университетских

экспериментальных разработок до неотъемлемых компонентов современных корпораций.

В настоящее время многие виды человеческой деятельности претерпевают

изменения, определяемые развитием сетей ЭВМ. В данном разделе была рассмотрена

упрощенная история сетей ЭВМ. Следующие разделы посвящены основам теории

сетей ЭВМ.

[КС 1-9]

[1]Упражнение 1

[5]1. Назовите некоторые из технических достижений, которые определили

эволюции сетей ЭВМ. Какие изменения они вызвали?

2. Как могут глобальные сети ЭВМ изменить нашу повседневную жизнь?

[КС 1-10]

//19.08.94

                                 [ Эталонная Модель OSI ]

[0]Раздел 2. [2]Эталонная Модель OSI

[1]Цели

[5]В результате изучения данного раздела вы сможете определять

семь уровней Эталонной Модели OSI и указывать ключевые функции каждого

уровня.

[1]Введение

[5]В данном разделе дается обзор Эталонной Модели Взаимосвязи Открытых Систем

(Reference Open Systems Interconnection - OSI), для краткости, в дальнейшем

Эталонной Модели OSI или, просто, Модели OSI. В ней вводятся основные идеи,

которые применяются на протяжении всего оставшегося курса.

В 1977 году в рамках Международной Организации по Стандартизации

(International Standards Organization - ISO),

обьединяющей представителей различных отраслей индустрии, был создан

подкомитет по разработке стандартов передачи данных, которые способствовали

бы обеспечению возможности информационного взаимодействия программ и

аппаратуры различных производителей. Важным результатом работы подкомитета

явилась разработка упоминавшейся Эталонной Модели Взаимосвязи Открытых

Систем.

Модель OSI служит функциональным руководством при решении связных задач, и

поэтому не специфицирует каких-либо коммуникационных стандартов, позволяющих

решать эти задачи. Однако многие коммуникационные стандарты и протоколы

вполне согласуются с положениями Модели OSI.

[КС 2-1]

      [Эталонная Модель OSI]

      7 Прикладной

      6 Представительный

      5 Сеансовый

      4 Транспортный

      3 Сетевой

      2 Канальный (звеньевой)

      1 Физический

      [ к рис. на стр. 2-2 (в поле рисунка)]

[1]Обзор

[5]В настоящее время существует большое количество типов ЭВМ. Эти ЭВМ

различаются операционными системами, центральными процессорами, символьными

наборами, характеристиками внешней памяти, доступными сетевыми интерфейсами

и многими другими параметрами. Эти различия делают трудно разрешимой проблему их

совместной работы.

Деление сложной задачи на подзадачи позволяет сделать более простым ее

решение. Метод "разделяй и властвуй" обладает двумя основными преимуществами:

*Более глубокое понимание проблемы. Большинству людей трудно осознать все

те большие проблемы, которые встают при строительстве дома. Хотя более

скромные задачи, такие как прибить доску А к доске В, осознаются легче.

Если каждый строитель хорошо понимает то, что ему предстоит сделать в

рамках данного проекта, то шансы успешно завершить постройку дома

значительно увеличиваются. Шансы возрастают и в том случае, когда

строительство ведется различными подрядчиками.

*Каждая подзадача может быть решена оптимальным образом. Например, пусть

решение проблемы поручается четырем опытным подрядчикам. Используем

указанную стратегию для решения проблемы (именно она в настоящее время

является наиболее общей в строительной индустрии). Подрядчик, имеющий

опыт бетонных работ, выполняет все бетонные работы. Другие подрядчики являются

экспертами в прокладке водопроводных коммуникаций, в выполнении

электромонтажа здания, в проведении кровельных работ. Таким образом решение

задачи ведется в оптимальном темпе и с требуемым качеством. Кроме этого,

уход конкретного исполнителя, скажем, лучшего электротехника, не вызывает

проблем, так как его замена не требует длительной профессиональной подготовки

претендента.

[КС 2-2]

         [  Модель OSI и передача информации ]

         [        в сети                     ]

         [    ЭВМ А            ЭВМ В         ]

         [       <------------->             ]

         [          связь                    ]

         [                                   ]

         [        сетевая среда              ]

         [        информационный поток       ]

         [к рис. на стр. 2-3 (в поле рисунка)]

[1]Модель OSI и передача информации в сети

[5]В Модели OSI применяется стратегия "разделяй и властвуй". Каждый уровень

выполняет определенные функции. Уровни и их функции были выбраны на основе

естественного разделения на подзадачи. Каждый уровень на одной ЭВМ связывается

с аналогичным уровнем другой ЭВМ, однако данная связь реализуется в результате

передачи сообщений через соответствующие нижележащие  уровни. При этом

межуровневая связь четко определяется. Уровень N использует услуги уровня N-1,

обеспечивая услуги для уровня N+1.

Для иллюстрации данной концепции рассмотрим выше приведенный рисунок. Уровень

4 ЭВМ А, выполняя работу в интересах более высокого уровня, связывается с

уровнем 4 ЭВМ В. Чтобы осуществить это, уровень 4 ЭВМ А запрашивает

исполнение некоторой услуги, обеспечиваемой уровнем 3 ЭВМ А. Уровень 3

исполняет соответствующую услугу, взаимодействуя с одноименным уровнем ЭВМ В.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока данный запрос не будет передан

через сетевую среду.

Как только сообщение достигает ЭВМ назначения, оно поднимается по

уровням ЭВМ вплоть до уровня 4. Четвертый уровень ЭВМ В обрабатывает

требование, определяя, передавать ли запрос верхнему уровню. В конце концов

уровень 4 ЭВМ В формирует ответ на требование, а для его передачи на

сторону ЭВМ А прибегает к услугам уровня 3.

Аналогичным образом осуществлялась передача сообщений во времена

средневековья. Короли использовали одного или более курьеров для передачи

сообщений другим королям. В действительности связь осуществлялась между

королями, однако для этого не требовалось какого-либо непосредственного

взаимодействия между ними.

[КС 2-3 ]

       [ Заголовки и Модель OSI  ]

       [ к рис. на стр. 2-4 (в поле рисунка)]

[1]Заголовки и Модель OSI

[5]Как все же уровень, принимающий запрос, узнает, что от него требуется?

В каждом запросе имеется так называемый заголовок, содержащий управляющую

информацию. Любой уровень может добавлять заголовок к сообщению. На каждом

уровне сообщение представляется в виде двух частей: заголовок и данные.

Важно понять, что эти термины являются относительными. Когда уровень 4

добавляет свой заголовок и передает сообщение на уровень 3, третий уровень

может добавить свой собственный заголовок к тому, что получено от уровня 4.

При этом "данные" уровня 3 включают заголовок и данные уровня 4.

Добавление заголовков является необходимым, но при этом происходит добавление

довольно большого количества информации даже к очень коротким сообщениям.

Например, к моменту достижения 15-ти символьным почтовым сообщением среды

передачи данных его длина может увеличиться в 5 раз. Исходное почтовое

сообщение и его заголовки передаются по сети в устройство назначения.

ЭВМ назначения отделяет и обрабатывает заголовки в обратном порядке. В конце концов

пользователь получит исходное почтовое сообщение.

Информационные блоки именуются по-разному в зависимости от обсуждаемого уровня

Модели. На физическом уровне мы говорим о битах. На звеньевом уровне

логические группы информации называются кадрами. На сетевом уровне часто -

дейтаграммой. На транспортном уровне те же базовые элементы данных называются

сегментами. На прикладном уровне элементы данных обычно называются

сообщениями. Другие термины (включая пакет) также применяются на

различных уровнях.

[КС 2-4]

[5]Важно понять, что Модель OSI не является материальной. Модель сама по себе

не вызывает сетевого взаимодействия. Сетевое взаимодействие требует введения

нового понятия, которое может быть отображено в осязаемый процесс. Таким

понятием является понятие протокола. Для наших целей протоколы могут быть

определены, как спецификации, требующие особой реализации одного или более

уровней Модели OSI.

Организации по стандартизации и производители ЭВМ разрабатывают спецификации

протоколов. Эти спецификации подобны проектной документации при строительстве

дома. Проектная документация определяет, какого вида здание должно быть

построено. Netware, DECnet, SNA, TCP/IP и Ethernet являются примерами

"протокольной" проектной документации. Каждый специфицирует некоторую

реализацию одного или более уровней Модели OSI. Каждый имеет свои

преимущества и недостатки, зависящие от окружения, для которого протоколы

были разработаны. Подобно тому, как существует много различных типов домов,

так же существует много различных типов протоколов.

После того, как спецификация протокола утверждена и согласована, различные

производители сетевых продуктов могут приступать к его реализации. Этот

процесс схож с тем, как различные строители конструируют дома, основываясь

на одном и том же проекте. Если строительный проект полностью специфицирует

реализационные детали, то дома должны быть почти идентичными. Аналогично,

если протокол полностью определяет реализационные детали, то различные

реализации одного и того же протокола должны работать друг с другом (т.е.

осуществлять взаимосвязь между собой).

В действительности почти невозможно создать строительный проект, следуя

которому можно было бы строить полностью одинаковые дома (с точностью до

положения конкретных гвоздей). Аналогично почти невозможно создать

спецификацию протокола, которая даст полную гарантию взаимной

работоспособности между различными его реализациями. Даже  если такая

спецификация существует, то ошибки, допущенные человеком в процессе

реализации, вероятнее всего нарушат полную их совместимость. Поэтому, чтобы

увеличить степень совместимости, новые протоколы и сетевые приложения должны

проходить тестирование на совместную работу с другими реализациями.

Реализации протоколов не являются каноническими. Некоторые протоколы

специфицируют функции, относящиеся более, чем к одному уровню Модели OSI.

Некоторые наборы протоколов не содержат определенных уровней. В этих

случаях чрезвычайно сложно обеспечить совместную сетевую работу различных

вычислительных устройств, хотя взаимосвязь все же остается возможной.

В следующих подразделах более подробно описываются все функциональные

уровни Эталонной Модели OSI.

[КС 2-5]

       [  Физический уровень      ]

       [              Время       ]

       [    Вольты                ]

       [ к рис. на стр. 2-6 (в поле рисунка)]

[1]Физический уровень

[5]Физический уровень определяет механические и электрические спецификации

среды передачи данных и интерфейсов аппаратуры. Здесь определяются методы

подключения аппаратуры, а также способы представления данных в процессе их

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42