Adja meg a számítógépes hálózat fő célját. Számítógépes hálózatok szoftver- és hardverkomponensei Számítógépes hálózatok szoftveres hardverelemei

Együtt offline munka a számítógépek használatának hatékonyságának jelentős növelése számítógépes hálózatokba (hálózatba) való kapcsolással érhető el.

Számítógépes hálózaton a szó tág értelmében értjük az adatátvitelhez kommunikációs csatornákkal összekapcsolt számítógépek összességét.

Számos jó oka van a számítógépek összekapcsolásának. Először is, az erőforrás-megosztás lehetővé teszi több számítógép vagy más eszköz számára, hogy megosszák a hozzáférést egyetlen lemezhez (fájlszerverhez), CD-ROM-meghajtóhoz, szalagos meghajtóhoz, nyomtatókhoz, plotterekhez, szkennerekhez és egyéb berendezésekhez, ami csökkenti az egyéni felhasználónkénti költségeket.

Másodszor, azon kívül megosztás drága perifériás eszközök, lehetőség van az alkalmazás hálózati verzióinak hasonló használatára szoftver. Harmadszor, a számítógépes hálózatok a felhasználói interakció új formáit biztosítják ugyanabban a csapatban, például amikor egy közös projekten dolgoznak.

Negyedszer, lehetővé válik a különböző alkalmazási rendszerek (kommunikációs szolgáltatások, adat- és videó adatátvitel, beszéd stb.) közötti közös kommunikációs eszközök használata. Különösen fontos az elosztott adatfeldolgozás megszervezése. Az információk központosított tárolása esetén az integritás biztosításának folyamatai, valamint a biztonsági mentés nagymértékben leegyszerűsödik.

2. A hálózat fő szoftver- és hardverkomponensei

Számítógép hálózat egymással összekapcsolt és összehangolt szoftver- és hardverkomponensek összetett halmaza.

A hálózat egészének tanulmányozása megköveteli az egyes elemei működési elveinek ismeretét:

Számítógépek;

Kommunikációs berendezések;

operációs rendszer;

hálózati alkalmazások.

A hálózat teljes szoftver- és hardverkomplexuma többrétegű modellel írható le. Minden hálózat középpontjában a szabványosított számítógépes platformok hardverrétege áll, i.e. a hálózat végfelhasználójának rendszere, amely lehet számítógép vagy végberendezés (bármilyen bemeneti/kimeneti vagy információ megjelenítő eszköz). A hálózat csomópontjain lévő számítógépeket néha gazdagépnek vagy egyszerűen hosztnak nevezik.

Jelenleg a különféle osztályokba tartozó számítógépeket széles körben és sikeresen használják a hálózatokban - a személyi számítógépektől a nagyszámítógépekig és a szuperszámítógépekig. A hálózatban lévő számítógépek készletének meg kell felelnie a hálózat által megoldott különféle feladatok halmazának.

A második réteg a kommunikációs berendezések. Bár a számítógépek központi szerepet töltenek be a hálózatok adatfeldolgozásában, a kommunikációs eszközök az utóbbi időben ugyanilyen fontos szerepet kezdtek játszani.

A kábelezés, az átjátszók, a hidak, a kapcsolók, az útválasztók és a moduláris elosztók a számítógépekkel és a rendszerszoftverekkel együtt a hálózati teljesítményre és a költségekre gyakorolt ​​hatást tekintve nélkülözhetetlenné váltak a kiegészítő hálózati összetevőkből. Manapság a kommunikációs eszköz összetett, dedikált többprocesszor lehet, amelyet konfigurálni, optimalizálni és adminisztrálni kell.

A harmadik réteg, amely a hálózat szoftverplatformját alkotja, az operációs rendszerek (OS). A teljes hálózat hatékonysága attól függ, hogy a helyi és elosztott erőforrások kezelésének milyen koncepciói képezik a hálózati operációs rendszer alapját.

A hálózat tervezésénél fontos figyelembe venni, hogy egy adott operációs rendszer milyen könnyen tud interakcióba lépni más hálózati operációs rendszerekkel, mennyire biztonságosak az adatok, milyen mértékben teszi lehetővé a felhasználók számának növelését, átvihető-e egy másik típusú számítógéphez, és sok más szempont.

A legfelső réteg hálózati eszközök különbözők hálózati alkalmazások, mint például a hálózati adatbázisok, levelezőrendszerek, adatarchiváló eszközök, csapatmunka automatizálási rendszerek stb.

Fontos, hogy tisztában legyünk a pályázatok nyújtotta lehetőségekkel különböző területeken alkalmazásokat, valamint azt, hogy mennyire kompatibilisek más hálózati alkalmazásokkal és operációs rendszerekkel.

Időpont egyeztetés és rövid leírása számítógépes hálózatok fő összetevői.

Számítástechnikai hálózat Egy bizonyos területen összekapcsolt és elosztott számítógépek halmazának nevezzük.

Számítástechnikai hálózat- számítógép-komplexum, amely magában foglalja a számítógépek és termináljaik földrajzilag elosztott rendszerét, egyetlen rendszerré egyesítve.

A földrajzi eloszlás mértéke szerint a számítógépes hálózatokat helyi, városi, vállalati, globális stb.

A számítógépes hálózat három részből áll:

Adatátviteli hálózat, beleértve az adatátviteli csatornákat és kapcsolóberendezéseket;

Adathálózattal összekapcsolt számítógépek;

Hálózati szoftver.

Számítástechnikai hálózatösszetett komplexum egymással összekapcsolt szoftver- és hardverkomponensek:

számítógépek(gazdaszámítógépek, hálózati számítógépek, munkaállomások, szerverek) hálózati csomópontokban találhatók;

hálózati operációs rendszer és alkalmazásszoftver számítógépek kezelése;

kommunikációs berendezések– berendezések és adatátviteli csatornák a hozzájuk tartozó perifériákkal; interfészkártyák és eszközök (hálózati kártyák, modemek); útválasztók és kapcsolóeszközök.

Számítógépes hálózat szoftver- és hardverelemei

számítógépes hálózat, hálózat- számítógépes kommunikációs vonalakkal összekapcsolt szoftver- és hardverkomponensek térben elosztott rendszere.

A hardverek között számítógépek és kommunikációs berendezések különböztethetők meg. A szoftverkomponensek operációs rendszerekből és hálózati alkalmazásokból állnak.

Jelenleg a hálózat különféle típusú és osztályú számítógépeket használ különböző jellemzők. Ez minden számítógépes hálózat alapja. A számítógépek és jellemzőik meghatározzák a számítógépes hálózatok képességeit. De a közelmúltban a kommunikációs berendezések (kábelrendszerek, átjátszók, hidak, útválasztók stb.) ugyanolyan fontos szerepet kezdtek játszani. Ezen eszközök némelyike ​​bonyolultságuk, költségük és egyéb jellemzőik miatt olyan számítógépeknek nevezhető, amelyek rendkívül specifikus feladatokat oldanak meg a hálózati teljesítmény biztosítása érdekében.

Mert eredményes munka hálózatokat használnak speciális hálózat OS(hálózati operációs rendszer), amelyek a személyes operációs rendszerekkel ellentétben speciális munkakezelési feladatok megoldására szolgálnak számítógépes hálózatok. A hálózati operációs rendszerek a dedikált számítógépekre vannak telepítve.

Hálózati alkalmazások- alkalmazzák szoftver komplexumok, amelyek bővítik a hálózati operációs rendszerek képességeit. Köztük van email programok, kollektív munkarendszerek, hálózati adatbázisok stb.

A hálózati operációs rendszer fejlődésével a hálózati alkalmazások egyes funkciói az operációs rendszer szokásos funkcióivá válnak.

A hálózathoz csatlakoztatott összes eszköz három funkcionális csoportra osztható:

1) munkaállomások;

2) hálózati szerverek;

3) kommunikációs csomópontok.

1) Munkaállomás, a munkaállomás egy hálózathoz csatlakoztatott személyi számítógép, amelyen a hálózati felhasználó végzi munkáját. Minden egyes munkaállomás helyi fájljait kezeli és saját operációs rendszerét használja. Ugyanakkor a hálózati erőforrások a felhasználó rendelkezésére állnak.

Háromféle munkaállomás létezik:

Munkaállomás helyi lemez,

lemez nélküli munkaállomás,

Távoli munkaállomás.

A lemezzel (merev vagy hajlékonylemezzel) rendelkező munkaállomásokon az operációs rendszer erről a helyi lemezről indul. Lemez nélküli állomás esetén az operációs rendszer a fájlszerver lemezéről töltődik be. Ezt a lehetőséget a lemez nélküli állomás hálózati adapterére telepített speciális chip biztosítja.

A távoli munkaállomás olyan állomás, amely távközlési csatornákon (például telefonhálózaton) keresztül csatlakozik a helyi hálózathoz.

2) Hálózati szerver, a hálózati szerver egy hálózathoz csatlakoztatott számítógép, amely bizonyos szolgáltatásokat nyújt a hálózati felhasználóknak, mint például nyilvános adatok tárolása, nyomtatási feladatok, lekérdezések feldolgozása DBMS-ben, feladatok távoli feldolgozása stb.

Az elvégzett funkciók szerint a szerverek alábbi csoportjai különböztethetők meg.

Fájlszerver, fájlszerver - olyan számítógép, amely a hálózati felhasználók adatait tárolja, és hozzáférést biztosít a felhasználóknak ezekhez az adatokhoz. Általában ez a számítógép nagy lemezterülettel rendelkezik. A fájlszerver egyidejű felhasználói hozzáférést biztosít a megosztott adatokhoz.

A fájlszerver a következő funkciókat látja el:

Adattárolás;

Adatok archiválása;

Adatátvitel.

Adatbázis szerver, adatbázisszerver - adatbázis fájlok (DB) tárolási, feldolgozási és kezelési funkcióit ellátó számítógép.

Az adatbázis-kiszolgáló a következő funkciókat látja el:

Adatbázisok tárolása, integritásának, teljességének, relevanciájának támogatása;

Lekérdezések fogadása és feldolgozása adatbázisokba, valamint feldolgozási eredmények munkaállomásra küldése;

A különböző felhasználók által végrehajtott adatmódosítások koordinálása;

Elosztott adatbázisok támogatása, interakció máshol található adatbázis-kiszolgálókkal.

Alkalmazásszerver, alkalmazásszerver – olyan számítógép, amely felhasználói alkalmazások futtatására szolgál.

A kommunikációs szerver olyan eszköz vagy számítógép, amely a helyi hálózat felhasználóinak átlátható hozzáférést biztosít a saját hálózatukhoz soros portok bemenet kimenet.

A médiaszerverrel megosztott modemet hozhat létre, ha csatlakoztatja a kiszolgáló egyik portjához. A felhasználó, miután csatlakozott a kommunikációs szerverhez, ugyanúgy tud dolgozni egy ilyen modemmel, mintha a modem közvetlenül a munkaállomáshoz lenne csatlakoztatva.

A hozzáférési kiszolgáló egy dedikált számítógép, amely lehetővé teszi a távoli feladatfeldolgozást. A távoli munkaállomásról indított programok ezen a kiszolgálón futnak.

A távoli munkaállomásról a felhasználó által a billentyűzetről beírt parancsokat fogadja, és visszaküldi a feladat eredményeit.

Faxszerver, faxszerver – olyan eszköz vagy számítógép, amely faxüzeneteket küld és fogad a helyi hálózat felhasználóinak.

szerver Tartalékmásolat adatok, biztonsági mentési szerver - olyan eszköz vagy számítógép, amely megoldja a fájlszervereken és munkaállomásokon található adatok másolatainak létrehozását, tárolását és visszaállítását. Ilyen szerverként az egyik hálózati fájlszerver használható.

Megjegyzendő, hogy a felsorolt ​​szervertípusok mindegyike működhet egyetlen, erre a célra szolgáló számítógépen.

3) A hálózat kommunikációs csomópontjai a következő eszközöket tartalmazzák:

Ismétlők;

Kapcsolók (hidak);

Routerek;

A hálózat hosszát, az állomások közötti távolságot elsősorban az átviteli közeg (koaxiális kábel, sodrott érpár, stb.) fizikai jellemzői határozzák meg. Bármilyen környezetben történő adatátvitel során jelgyengülés lép fel, ami a távolság korlátozásához vezet. Ennek a korlátozásnak a leküzdésére és a hálózat bővítésére speciális eszközöket telepítenek - jelismétlők, hidak és kapcsolók. A hálózat azon részét, amely nem tartalmazza a bővítőt, hálózati szegmensnek nevezzük.

Ismétlő, átjátszó - olyan eszköz, amely felerősíti vagy regenerálja a hozzá érkező jelet. Az átjátszó, miután az egyik szegmenstől kapott egy csomagot, továbbítja azt az összes többinek. Ebben az esetben az átjátszó nem választja le a hozzá csatolt szegmenseket. Az átjátszó által összekapcsolt összes szegmensben bármikor csak két állomás között támogatott az adatcsere.

Kapcsoló, switch, bridge, bridge egy olyan eszköz, amely az átjátszóhoz hasonlóan több szegmens kombinálását teszi lehetővé. A jelismétlővel ellentétben a híd leválasztja a hozzá kapcsolódó szegmenseket, azaz egyszerre több adatcsere folyamatot támogat a különböző szegmensek állomáspárjai számára.

router- olyan eszköz, amely összeköti egy vagy különböző típusok egy kommunikációs protokoll. A router elemzi a célcímet, és az optimális útvonalon küldi el az adatokat.

átjáró- Ez egy olyan eszköz, amely lehetővé teszi a különböző hálózati objektumok közötti adatcsere megszervezését különböző adatcsere protokollok segítségével.

A hálózat fő hardverelemei a következők:

1. Előfizetői rendszerek: számítógépek (munkaállomások vagy kliensek és szerverek); nyomtatók; szkennerek stb.

2. Hálózati hardver: hálózati adapterek; koncentrátorok (agyak); hidak; routerek stb.

3. Kommunikációs csatornák: kábelek; csatlakozók; vezeték nélküli technológiákban adatok átvitelére és fogadására szolgáló eszközök.

A hálózat fő szoftverösszetevői a következők:

1. Hálózati operációs rendszerek, ahol ezek közül a leghíresebbek: MS Windows; LANtastic; NetWare; Unix; Linux, stb.

2. Hálózati szoftver (Hálózati szolgáltatások): hálózati kliens; LAN kártya; jegyzőkönyv; távelérési szolgáltatás.

LAN (helyi számítógép hálózat) számítógépek, kommunikációs csatornák, hálózati operációs rendszert futtató hálózati adapterek és hálózati szoftverek gyűjteménye.

A LAN-on minden számítógépet munkaállomásnak neveznek, kivéve egy vagy több számítógépet, amelyek kiszolgálóként működnek. Minden munkaállomáson és szerveren vannak hálózati kártyák (adapterek), amelyek fizikai csatornákon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. A helyi operációs rendszer mellett minden munkaállomáson aktiválódik a hálózati szoftver, amely lehetővé teszi az állomás számára, hogy kommunikáljon a fájlszerverrel.

A kliens LAN-ban található számítógépek - szerver architektúra két típusra oszthatók: a felhasználóknak szánt munkaállomásokra vagy kliensekre és szerverekre, amelyek általában nem érhetők el. hétköznapi felhasználókés a hálózati erőforrások kezelésére szolgálnak.

Munkaállomások

A munkaállomás egy megoldásra specializálódott előfizetői rendszer bizonyos feladatokatés használata hálózati erőforrások. A munkaállomás hálózati szoftver a következő szolgáltatásokat tartalmazza:

Ügyfél hálózatokhoz;

Fájl- és nyomtatóhozzáférési szolgáltatás;

Hálózati protokollok ehhez ebből a típusból hálózatok;

hálózati kártya;

Távoli hozzáférés-vezérlő.

A munkaállomás eltér a szokásos önállótól személyi számítógép alábbiak szerint:

Jelenlét hálózati kártya (hálózati adapter) és kommunikációs csatorna;

Az operációs rendszer betöltése közben további üzenetek jelennek meg a képernyőn, jelezve, hogy a hálózati operációs rendszer betöltődik;

Mielőtt elkezdené, meg kell adnia a hálózati szoftvert egy felhasználónévvel és jelszóval. Ezt hívják hálózati bejelentkezési eljárásnak;

A LAN-hoz való csatlakozás után további hálózati meghajtók jelennek meg;

használhatóvá válik hálózati berendezések amelyek esetleg távol helyezkednek el a munkahelytől.

Hálózati adapterek

A számítógép hálózathoz való csatlakoztatásához interfész eszközre van szükség, amelyet hálózati adapternek, interfésznek, modulnak vagy kártyának neveznek. Be van helyezve a nyílásba alaplap. A hálózati adapterkártyák minden munkaállomásra és fájlszerverre telepítve vannak. A munkaállomás kérést küld a hálózati adapteren keresztül a fájlszervernek, és választ kap a hálózati adapteren keresztül, amikor a fájlszerver készen áll.

A hálózati adapterek a hálózati szoftverrel együtt képesek felismerni és kezelni az elektromos interferencia, ütközések vagy a berendezés gyenge teljesítménye miatt előforduló hibákat.

Különféle típusok A hálózati adapterek nemcsak a kommunikációs csatornához való hozzáférés módjában és a protokollokban különböznek, hanem a következő paraméterekben is:

Átviteli sebesség;

Csomag puffer mérete;

Gumiabroncs típusa;

Busz sebesség;

Különféle mikroprocesszorokkal kompatibilis;

Közvetlen memóriaelérés (DMA) használata;

I/O portok és megszakítási kérések kezelése;

csatlakozó kialakítása.

A számítógépes hálózat meghatározása

Előadás 7. Helyi és globális számítógépes hálózatok.

Számítógépes (számítógépes) hálózat- egymással összekapcsolt szoftver- és hardverkomponensek komplex rendszere. Mindenféle fő funkció számítógépes hálózatok térj le a következőkre:

1) a hálózat hardver és szoftver erőforrásainak megosztásának biztosítása;

2) megosztott hozzáférés biztosítása az adatforrásokhoz.

A hálózati hardver összetevői a következők:

Számítógépek (munkaállomások és szerverek);

Kommunikációs berendezések (kábelrendszerek, hubok, átjátszók, útválasztók, hidak stb.).

Munkaállomások a hálózathoz csatlakoztatott felhasználói számítógépek. A helyi lemez jelenléte alapján kétféle munkaállomást különböztetünk meg:

1) egy munkaállomás helyi lemezzel - az operációs rendszer erről a lemezről töltődik be,

2) lemez nélküli munkaállomás - az operációs rendszer a hálózati szerver lemezéről töltődik be, és a rendszerindító program a hálózati adapter chipjében tárolódik.

Három fő módja van a hálózathoz való csatlakozásnak:

Közvetlen csatlakozás a hálózati kábelrendszerhez a hálózati adapterkártyán keresztül (ez a legmegbízhatóbb és leggyorsabb módszer, de csak kis területen koncentrált hálózatoknál használják),

Az állomás csatlakoztatása dedikált (nem kapcsolt) vonalon,

Az állomás csatlakoztatása kapcsolt (például telefon) vonalon keresztül.

Hálózati szerver – hálózati számítógépet biztosítani bizonyos szolgáltatásokat hálózati felhasználók. A szerverek következő csoportjait gyakran különböztetik meg funkcióik alapján:

Fájlszerver- nagy lemezterülettel rendelkező számítógép, mely adatok tárolására, archiválására, különböző felhasználók által végzett adatváltozások koordinálására, adatátvitelre szolgál.

Adatbázis szerver- hálózati számítógép, amely az adatbázis fájlok tárolásának, feldolgozásának és kezelésének funkcióit látja el, azok megosztásának és a felhasználói hozzáférés lehatárolásának koordinálásával.

Adatmentő szerver- a hálózati számítógépeken meglévő adatok másolatainak létrehozására, tárolására és visszaállítására szolgáló eszköz.

Alkalmazások szervere – erős számítógép, amelyen alkalmazási programok a felhasználók kérésére.

Főbb elemek kommunikációs berendezések szolgál:

1) átjátszók(elosztók, HUB), felerősíti vagy regenerálja a hozzá érkező jelet és továbbítja más hálózati szegmensek bemeneteire. A különböző hálózati szegmenseket sok számítógéppel kombinálva, ugyanakkor az átjátszók csak két munkaállomást kötnek össze;

2) kapcsoló(swich) - a hálózati szegmensek kombinálására szolgáló eszköz, amely azonban az átjátszótól eltérően képes egyidejű adatcserét támogatni a különböző szegmensekből származó több pár munkaállomás között;

3) router(router) - olyan eszköz, amely azonos vagy különböző típusú hálózatokat köt össze azonos adatcsere-protokoll használatával. Az útválasztók a küldők és címzettek címeinek elemzésével az optimálisan kiválasztott útvonalon küldik az adatokat;

4) Átjáró(átjáró) - különböző adatcsere-protokollokkal rendelkező hálózatok közötti adatcsere megszervezésére szolgáló eszköz.

NAK NEK szoftver komponensek tartalmazza:

- hálózati operációs rendszerek számítógépes hálózatok működésének kezelésére tervezték,

- hálózati alkalmazások- a hálózati operációs rendszerek képességeit bővítő szoftvercsomagok (levelező programok, csapatmunka rendszerek stb.).

A fenti komponensek hálózatba kapcsolhatók különböző utakés azt jelenti. Összetevőik összetétele, kapcsolódásuk módja, felhasználási köre és egyéb jellemzői szerint a hálózatok osztályokra oszthatók oly módon, hogy a leírt hálózat egyik vagy másik osztályhoz való tartozása teljesen jellemezhetné a tulajdonságokat. és a hálózat minőségi paraméterei.

A hálózatok ilyen jellegű osztályozása azonban meglehetősen feltételes. A legelterjedtebb ma a számítógépes hálózatok területi elhelyezkedés szerinti felosztása. Ennek alapján a hálózatokat három fő osztályba sorolják:

LAN - helyi hálózatok (Local Area Networks); ·
MAN - városi hálózatok (Metropolitan Area Networks). ·
WAN - globális hálózatok (Wide Area Networks);

A helyi hálózat (LAN) az kommunikációs rendszer, amely egy épületen vagy más korlátozott területen támogat egy vagy több nagysebességű digitális információátviteli csatornát a csatlakoztatott eszközök számára rövid távú kizárólagos használatra. Az LA által lefedett területek jelentősen eltérhetnek.
A kommunikációs vonalak hossza egyes hálózatoknál nem haladhatja meg az 1000 m-t, míg más LAN-ok az egész várost kiszolgálják. Kiszolgált területek lehetnek gyárak, hajók, repülőgépek és intézmények, egyetemek, főiskolák. Átviteli közegként jellemzően koaxiális kábeleket használnak, bár a sodrott érpárú és az optikai szálas hálózatok egyre elterjedtebbek, és a vezeték nélküli technológia is gyorsan fejlődött az elmúlt években. helyi hálózatok, amelyek a háromféle sugárzás egyikét használják: szélessávú rádiójeleket, kis teljesítményű mikrohullámú sugárzást (MW sugárzás) és infravörös sugarakat.
rövid távolságok A hálózati csomópontok között a használt átviteli közeg és az ezzel összefüggő alacsony hiba valószínűsége a továbbított adatokban lehetővé teszi a nagy sebességek csere - 1 Mbit / s-ról 100 Mbit / s-ra (jelenleg már léteznek ipari LAN-ok, amelyek sebessége 1 Gbit / s).

A városi hálózatok jellemzően egy épületcsoportot fednek le, és optikai vagy szélessávú kábeleken valósulnak meg. Jellemzőik szerint a lokális és a globális hálózatok között köztesek. A közelmúltban a nagy sebességű és megbízható száloptikai kábelek városi és helyközi fektetése kapcsán, valamint új, ígéretes hálózati protokollok Például az ATM (Asynchronous Transfer Mode - aszinkron átviteli mód), amely a jövőben mind a helyi, mind a globális hálózatokban használható.

A globális hálózatok, ellentétben a helyi hálózatokkal, általában sokkal nagyobb területeket, sőt a világ legtöbb régióját fedik le (például Internet). Jelenleg analóg vagy digitális vezetékes csatornákat használnak átviteli közegként a globális hálózatokban, valamint műholdas csatornák kommunikáció (általában a kontinensek közötti kommunikációhoz). Átviteli sebességkorlátok (akár 28,8 Kbps analóg csatornákon és 64 Kbps a felhasználói webhelyeken digitális csatornák) és az analóg csatornák viszonylag alacsony megbízhatósága, amely a protokollok alsóbb szintjein hibaészlelő és -javító eszközök használatát igényli, jelentősen csökkenti az adatcsere sebességét a globális hálózatokban a helyi hálózatokhoz képest.
A számítógépes hálózatoknak más osztályozási jellemzői is vannak. Például:

A hálózatok működési körük szerint bankhálózatokra, tudományos intézmények hálózataira, egyetemi hálózatokra oszthatók;

A működési forma szerint megkülönböztethetők a kereskedelmi hálózatok és a szabad hálózatok, a vállalati és a nyilvános hálózatok;

A megvalósított funkciók jellegének megfelelően a hálózatok a kezdeti információk számítási feldolgozása alapján vezérlési problémák megoldására hivatott számítási hálózatokra vannak osztva; információs, amelynek célja a referenciaadatok beszerzése a felhasználók kérésére; vegyes, amelyben számítási és információs funkciókat valósítanak meg;

Az irányítás módja szerint a számítógépes hálózatokat decentralizált, központosított és vegyes vezérlésű hálózatokra osztják. Az első esetben minden számítógép, amely a hálózat részét képezi, egy komplett készletet tartalmaz szoftver eszközök a hálózati műveletek koordinálására. Az ilyen típusú hálózatok bonyolultak és meglehetősen drágák, mivel az egyes számítógépek operációs rendszereit a hálózat közös memóriamezőjéhez való kollektív hozzáférésre összpontosítják. A központosított irányítás alatt álló vegyes hálózatok körülményei között a legmagasabb prioritású és rendszerint nagy mennyiségű információ feldolgozásával kapcsolatos feladatok;

A szoftverek kompatibilitása szerint a hálózatok homogének vagy homogének (szoftverkompatibilis számítógépekből állnak), valamint heterogének vagy heterogének (ha a hálózatba tartozó számítógépek programozásilag nem kompatibilisek).

Már a hálózati működés meglehetősen felületes mérlegelése eredményeként is világossá válik, hogy a számítógépes hálózat egymással összefüggő és összehangolt szoftver- és hardverelemek összetett halmaza. A hálózat egészének tanulmányozása megköveteli az egyes elemei működési elveinek ismeretét:

számítógépek;

kommunikációs berendezések;

operációs rendszer;

hálózati alkalmazások.

A hálózat teljes szoftver- és hardverkomplexuma többrétegű modellel írható le. Minden hálózat középpontjában a szabványosított számítógépes platformok hardverrétege áll. Jelenleg a különféle osztályokba tartozó számítógépeket széles körben és sikeresen használják a hálózatokban - a személyi számítógépektől a nagyszámítógépekig és a szuperszámítógépekig. A hálózatban lévő számítógépek készletének meg kell felelnie a hálózat által megoldott különféle feladatok halmazának.

A második réteg a kommunikációs berendezések. Bár a számítógépek központi szerepet töltenek be a hálózatok adatfeldolgozásában, a kommunikációs eszközök az utóbbi időben ugyanilyen fontos szerepet kezdtek játszani. A kábelezés, az átjátszók, a hidak, a kapcsolók, az útválasztók és a moduláris elosztók a számítógépekkel és a rendszerszoftverekkel együtt a hálózati teljesítményre és a költségekre gyakorolt ​​hatást tekintve nélkülözhetetlenné váltak a kiegészítő hálózati összetevőkből. Manapság a kommunikációs eszköz összetett, dedikált többprocesszor lehet, amelyet konfigurálni, optimalizálni és adminisztrálni kell. A kommunikációs berendezések működésének elsajátításához nagyszámú, helyi és nagy kiterjedésű hálózatban használt protokoll ismeretére van szükség.

A harmadik réteg, amely a hálózat szoftverplatformját alkotja, az operációs rendszerek (OS). A teljes hálózat hatékonysága attól függ, hogy a helyi és elosztott erőforrások kezelésének milyen koncepciói képezik a hálózati operációs rendszer alapját. A hálózat tervezésénél fontos figyelembe venni, hogy egy adott operációs rendszer milyen könnyen tud interakcióba lépni más hálózati operációs rendszerekkel, mennyire biztonságosak az adatok, milyen mértékben teszi lehetővé a felhasználók számának növelését, átvihető-e egy másik típusú számítógéphez, és sok más szempont.

A hálózati eszközök legfelső rétegét a különféle hálózati alkalmazások alkotják, mint például a hálózati adatbázisok, levelezőrendszerek, adatarchiváló eszközök, együttműködési automatizálási rendszerek stb. Nagyon fontos, hogy megértsük az alkalmazások által a különféle alkalmazásokhoz nyújtott képességek körét, valamint ismerjük hogyan kompatibilisek más hálózati alkalmazásokkal és operációs rendszerekkel.

A két számítógép közötti interakció legegyszerűbb esete

A számítógépek interakciója a legegyszerűbb esetben ugyanazokkal az eszközökkel valósítható meg, mint a perifériákkal rendelkező számítógépekkel, például soros RS-232C interfészen keresztül. Ellentétben a számítógép és a periféria interakciójával, amikor a program általában csak az egyik oldalon - a számítógép oldaláról - működik, ebben az esetben a számítógépeken futó két program interakciója történik.

Az egyik számítógépen futó program nem tud közvetlenül hozzáférni egy másik számítógép erőforrásaihoz – annak lemezeihez, fájljaihoz, nyomtatójához. Csak „kérheti” ezt a programot, amely azon a számítógépen fut, amelyik ezeket az erőforrásokat birtokolja. Ezeket a „kéréseket” a következőképpen fejezzük ki üzenetek számítógépek közötti kommunikációs csatornákon keresztül továbbítják. Az üzenetek nem csak parancsokat tartalmazhatnak bizonyos műveletek végrehajtására, hanem magát az információs adatokat is (például egy bizonyos fájl tartalmát).

Tekintsük azt az esetet, amikor egy felhasználó dolgozik együtt szöveg szerkesztő Az A személyi számítógépen be kell olvasnia a B személyi számítógép lemezén található fájl egy részét (4. ábra). Tegyük fel, hogy ezeket a számítógépeket egy kommunikációs kábelen keresztül COM portokon keresztül csatlakoztattuk, amelyek, mint tudják, az RS-232C interfészt valósítják meg (az ilyen kapcsolatot gyakran null modem kapcsolatnak nevezik). Az biztos, hogy a számítógépek MS-DOS alatt működnek, bár ennek ebben az esetben nincs alapvető jelentősége.

Rizs. 4. Két számítógép kölcsönhatása

A COM port illesztőprogramja a COM port vezérlővel együtt nagyjából ugyanúgy működik, mint a PU és a számítógép fent leírt interakciója esetén. Ebben az esetben azonban a PU vezérlőeszközének szerepét egy másik számítógép COM portjának vezérlője és illesztőprogramja látja el. Együtt egy bájtnyi információ átvitelét biztosítják a számítógépek közötti kábelen keresztül. (Az "igazi" LAN-okban ezeket a vonalátviteli funkciókat hálózati adapterek és illesztőprogramjaik kezelik.)

A B számítógép illesztőprogramja időszakonként lekérdezi a vétel befejezésének jelét, amelyet a vezérlő beállít az adatok helyes átvitelekor, és ennek megjelenésekor beolvassa a fogadott bájtot a vezérlő pufferéből a RAM-ba, ezáltal elérhetővé teszi azt a programok számára. Bizonyos esetekben az illesztőprogramot aszinkron módon hívják meg, a vezérlőtől érkező megszakításokkal.

Így az A és B számítógépek programjainak van egy eszköze egy bájt információ átvitelére. De a példánkban vizsgált feladat sokkal bonyolultabb, mivel nem egy bájtot, hanem egy bizonyos részt kell átvinni megadott fájl. Minden ezzel kapcsolatos további problémák magasabb szintű programokkal kell megoldani, mint a COM port driverek. A határozottság kedvéért az A és B számítógépek ilyen programjait A, illetve B alkalmazásnak nevezzük. Tehát az A alkalmazásnak kérő üzenetet kell generálnia a B alkalmazáshoz. A kérésben meg kell adni a fájl nevét, a művelet típusát (jelen esetben az olvasást), az eltolást és a szükséges adatokat tartalmazó fájlterület méretét.

Ennek az üzenetnek a B számítógépre való továbbításához az A alkalmazás meghívja a COM port illesztőprogramját, megadva neki azt a címet a RAM-ban, ahol az illesztőprogram megtalálja az üzenetet, majd bájtonként továbbítja a B alkalmazásnak. A B alkalmazás, miután megkapta a kérést, végrehajtja azt, azaz beolvassa a fájl szükséges területét a lemezről a helyi operációs rendszer eszközeivel a saját pufferterületére véletlen hozzáférésű memória, majd a COM port illesztőprogram segítségével az olvasott adatokat egy kommunikációs csatornán továbbítja az A számítógépre, ahol azok eljutnak az A alkalmazáshoz.

Az A alkalmazás ismertetett funkcióit maga a szövegszerkesztő program is végrehajthatja, de nem túl racionális ezeket a funkciókat az egyes alkalmazások részeként beépíteni – szövegszerkesztők, grafikus szerkesztők, adatbázis-kezelő rendszerek és egyéb, fájlokhoz való hozzáférést igénylő alkalmazások. . Sokkal jövedelmezőbb egy különlegeset létrehozni szoftver modul, amely elvégzi a kérésüzenetek generálását és az eredmények fogadását a számítógépen lévő összes alkalmazáshoz. Mint korábban említettük, egy ilyen szolgáltatási modult kliensnek neveznek. A B számítógép oldalán egy másik modulnak kell működnie - egy szervernek, amely folyamatosan a számítógép lemezén található fájlok távoli elérésére irányuló kérésekre vár. A szerver, miután kapott egy kérést a hálózattól, hozzáfér a helyi fájlhoz, és végrehajtja vele a megadott műveleteket, esetleg a helyi operációs rendszer közreműködésével.

A szoftverkliens és a szerver rendszerfunkciókat hajt végre az A számítógép alkalmazásához távoli hozzáférést kér a B számítógép fájljaihoz Ahhoz, hogy a B számítógépes alkalmazások használhassák az A számítógép fájljait, a leírt sémát szimmetrikusan ki kell egészíteni a B számítógéphez tartozó klienssel és egy szerverrel A számítógéphez.

A kliens és a szerver, az alkalmazások és az operációs rendszer közötti interakció sémája a 2. ábrán látható. 5. Annak ellenére, hogy a számítógépek hardveres kommunikációjának egy nagyon egyszerű sémáját vettük figyelembe, a távoli fájlokhoz hozzáférést biztosító programok funkciói nagyon hasonlóak egy bonyolultabb hálózatban működő hálózati operációs rendszer moduljainak funkcióihoz. számítógépek hardveres kommunikációja.

Rizs. 5. Szoftverkomponensek kölcsönhatása két számítógép összekapcsolásakor

nagyon kényelmes és hasznos funkció A kliens program képes megkülönböztetni a kérést távoli fájl egy kérésből egy helyi fájlba. Ha az ügyfélprogram tudja, hogyan kell ezt megtenni, akkor az alkalmazásoknak nem kell törődniük azzal, hogy milyen fájlokkal dolgoznak (helyi vagy távoli), kliens program felismeri és átirányítja kérjen egy távoli gépet. Innen a gyakran használt név a hálózati operációs rendszer kliens részére, - átirányító. Előfordul, hogy a felismerési funkciók külön programmodulba kerülnek, ilyenkor nem a teljes kliens részt nevezzük átirányítónak, hanem csak ezt a modult.