По своей сущности компьютерная сеть является сов-тью компьютеров и сетевого оборудования, соединенных каналами связи. Поскольку компьютеры и сетевое оборудование м. б. разных производителей, то возникает проблема их совместимости. Без принятия всеми производителями общепринятых правил построения оборудования создание компьютерной сети было бы невозможным. Поэтому разработка и создание компьютерных сетей могут происходить только в рамках утвержденных стандартов. В основу стандартизации компьютерных сетей положен принцип декомпозиции, т.е. разделения сложных задач на отдельные, более простые подзадачи. Каждая подзадача имеет четко определенные функции и строго установленные связи между ними. При более внимательном рассмотрении работы компьютера в сети можно выделить две основные подзадачи:
• взаимодействие ПО пользователя с физическим каналом связи (посредством сетевой карты);
• взаимодействие компьютера через канал связи с другим компьютером.
Современное ПО компьютера имеет многоуровневую модульную структуру, т.е. программный код, написанный программистом и видимый на экране монитора (модуль верхнего уровня), проходит несколько уровней обработки прежде чем превратится в электрический сигнал (модуль нижнего уровня), передаваемый в канал связи.
При взаимодействии компьютеров через канал связи оба они должны выполнить ряд соглашений. Соглашения должны быть такими, чтобы они были поняты каждым модулем на соответствующем уровне каждого компьютера. Суть работы многоуровневого протокола можно пояснить как «письмо в конверте». Каждый уровень протокола надписывает на «конверте» свою информацию. Сетям нужно только понимать «надпись» на «конверте», чтобы передать его в место назначения, а до содержания письма им дела нет. Главное, чтобы интерфейсы обеспечивали необходимые связи между ними. Принцип взаимодействия компьютеров в сети можно объяснить на примере сотрудничества двух фирм. Два генеральных менеджера каждой из фирм осуществляют сделки между собой на основании заключенных договоров и соглашений. Указанные взаимодействия являются «протоколом уровня генеральных менеджеров». В каждой из фирм у менеджеров есть секретари, причем каждый менеджер имеет свой метод и стиль работы с секретарем. Один, например, предпочитает устные указания, а второй дает только письменные распоряжения. Таким образом, каждая фирма имеет свой собственный интерфейс «главный менеджер-секретарь», что не мешает, однако, нормально работать генеральным менеджерам между собой. Секретари в свою очередь договорились обмениваться информацией с помощью факсов, реализуя протокол «секретарь-секретарь». В случае, если секретари перейдут на электронную почту, то генеральные менеджеры этого даже и не заметят- главное, чтобы секретари выполняли их распоряжения, т.е. должен безукоризненно работать интерфейс «менеджер-секретарь». С другой стороны, менеджеры могут заключить совершенно новый договор, т.е. изменить «протокол уровня генеральных менеджеров». Передача не старого, а нового договора на уровне секретарей пройдет для них абсолютно не замеченной. В рассмотренном примере мы определили два уровня протоколов -уровень генеральных менеджеров и уровень секретарей. Каждый из указанных уровней имеет свой собственный протокол, который может быть изменен независимо от протокола другого уровня. Такую независимость обеспечивает правильное функционирование интерфейсов «менеджер-секретарь». Независимость протоколов каждого уровня друг от друга и взаимодействие самих уровней посредством интерфейсов являются важнейшей предпосылкой для создания ряда стандартных протоколов для компьютерных сетей. МОДЕЛЬ О81.В начале 80-х гг. XX в. ряд международных организаций (в их число входила и организация 13О) разработали стандартную модель сетевого взаимодействия, которую назвали моделью взаимодействия открытых систем. В модели 051 все протоколы сети делятся на семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный и прикладной. Физический уровень имеет дело с передачей битов информации по физическим каналам связи. Такими каналами могут быть, например, коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель. На этом уровне стандартизируются характеристики электрических сигналов, уровни напряжения и тока, тип кодировки информации, скорость передачи сигналов, а также типы разъемов и назначение каждого контакта. Канальный уровень обеспечивает надежную передачу данных через физический канал. Канальный уровень оперирует блоками данных, называемыми кадрами. Основной задачей канального уровня является прием кадра из сети и отправка его в сеть. При выполнении этой задачи канальный уровень осуществляет физическую адресацию передаваемых сообщений, контролирует соблюдение правил использования физического канала, выявляет неисправности, управляет потоками информации. Протоколы канального уровня зависят от структуры связей между компьютерами и способов их адресации. Кадр может быть доставлен по сети к другому компьютеру только в том случае, если протокол соответствует той топологии, для которой он был разработан. К таким топологиям относятся указанные выше - общая шина, кольцо и звезда. Примерами протоколов канального уровня для локальных сетей являются Ethernet, Token Ring, FDDI, 100 VG-AnyLAN, для глобальных – PPP, SLIP, LAP-B, LAP-D. Для реализации протоколов канального уровня используется специальное оборудование: концентраторы, мосты, коммутаторы. Сетевой уровень служит для образования единой системы, объединяющей несколько сетей. Причем они могут быть различной топологии, использовать совершенно различные принципы сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой. Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами. Маршрутизатор - это устройство, которое собирает данные о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты информации из одной сети в другую. Последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет, называется маршрутом, а выбор маршрута - маршрутизацией. Маршрутизация является главной задачей сетевого уровня. На последнем действуют три протокола: сетевой - для определения правил передачи пакетов от конечных узлов к маршрутизаторам и между маршрутизаторами; маршрутизации - для сбора информации о топологии сети; разрешения адресов - для отображения адреса узла, используемого на сетевом уровне в локальном адресе сети (АRР-адрес). Примерами протоколов сетевого уровня являются протокол межсетевого взаимодействия 1Р стека ТСР/ IР и протокол межсетевого обмена пакетами IРХ стека Novell. Транспортный уровень предназначен для оптимизации передачи данных от отправителя к получателю с той степенью надежности, которая требуется. Основная задача транспортного уровня - обнаружение и исправление ошибок в сообщениях, пришедших с описанных выше уровней. Начиная с транспортного уровня, все дальнейшие протоколы реализуются программным обеспечением компьютера, обычно включаемого в состав сетевой операционной системы. Примерами транспортных протоколов являются ТСР стека ТСР/ IР и SРХ Novel.Сеансовый уровень управляет диалогом между двумя компьютерами. На этом уровне устанавливаются правила начала и завершения взаимодействия. На сеансовом уровне определяется, какая из сторон является активной в данный момент, а какая принимает данные. Представительный уровень выполняет преoб-разование данных между устройствами с различными форматами данных, не меняя при этом содержания. Благодаря данному уровню информация, передаваемая прикладным уровнем одного компьютера, всегда понятна прикладному уровню другого компьютера. На этом уровне, как правило, происходят шифрование и дешифрование данных, благодаря которым обеспечивается секретность передаваемого сообщения. Прикладной уровень является пользовательским интерфейсом для работы с сетью. Данный уровень непосредственно взаимодействует с пользовательскими прикладными программами, предоставляя им доступ в сеть. С помощью протоколов указанного выше уровня пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким, как файлы, принтеры, гипертекстовые Web-страницы, электронная почта и т.д. Необходимо отметить, что три нижних уровня модели OSI - физи ческий, канальный и сетевой - зависят от сети, т.е. их протоколы тес» связаны с технической реализацией сети и используемым коммутационным оборудованием. Три верхних уровня - сеансовый, представления и прикладной - ориентированы на программное обеспечение и мало зависят от особенностей построения сети (топологии, оборудования и т.д.). Транспортный уровень является промежуточным. Он скрывает детали функционирования нижних уровней от верхних. Благодаря этому уровню можно разрабатывать приложения, не зависящие от технических средств транспортировки сообщений. Модель ОSI является так называемой открытой системой, т.е. она имеет опубликованные, общедоступные спецификации и стандарты, принятые в результате достижения согласия многих разработчиков и пользователей после всестороннего обсуждения. Указанная модель доступна всем разработчикам и для ее использования не требуется получения специальных лицензий.
5. Определение и основные услуги локальной сети. Одноранговые и серверные сети. Сервер, клиент, рабочая группа, сетевая политика, системное администрирование. Серверное и клиентское программное обеспечение. Локальная компьютерная сеть – компьютерная сеть для ограниченного круга пользователей, объединяющая компьютеры в одном помещении или в рамках одного предприятия. Возможности работы в локальной сети: 1.Поиск сетевого компьютера по его имени. 2.Разрешение доступа других пользователей сети к ресурсам локального компьютера: дискам, папкам и принтеру. 3.Доступ к сетевым ресурсам при условии наличия разрешения. 4.Удаленный доступ к локальной сети с помощью модема по телефонной линии.Существует два основных принципа управления в локальных сетях: централизация и децентрализация. Согласно этим принципам локальные сети бывают одноранговыми и серверными. Одноранговая сеть – сеть, в которой компьютеры равноправны. Серверная сеть – сеть с компьютерами, выполняющими разные роли. Сервер – компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, поставляющий ресурсы и услуги. Клиент – компьютер, использующий ресурсы и услуги сервера. Следует заметить, что в серверной сети на компьютеры с разными ролями устанавливают различные операционные системы. Так, на сервер устанавливают одну из серверных операционных систем (пр. Windows NT Server). На компьютеры-клиенты можно устанавливать любую операционную систему, содержащую средства для выполнения роли клиента серверной сети (пр. Windows 95/98).Для удобства управления локальной компьютерной сетью, несколько компьютеров, имеющих равные права доступа, объединяют в рабочие группы.Политика сети – совокупность приемов разделения и ограничения прав доступа участников компьютерной сети к ресурсам. Системный администратор – человек, управляющий организацией работы локальной сети.