Информационные сети

1. Информационные сети

2. предпосылки появления сетей

3. Достоинства компьютерных сетей: • коллективное использование распределенных ресурсов; • высокая эффективность и экономичность обработки информации за счет специализации компьютеров; • рациональное использование каналов связи; • открытость архитектуры; • территориальное распределение данных; • охват значительной территории.

4. Распределенная информационно-вычислительная сеть представляет собой взаимосвязанный набор: • оконечного оборудования данных – ООД, генерирующего и (или) потребляющего информацию из сети передачи данных (сети связи), • аппаратуру передачи данных — АПД, которая обеспечивает обмен информацией между единицами оконечного оборудования.

5. Оконечное оборудование данных • компьютеры, где выполняются программы и обрабатываются данные; • системы хранения данных (файловые службы, базы данных и т.д.); • интеллектуальные устройства ввода и отображения данных (службы высококачественной печати, графические станции, видеотерминалы, телекамеры и т.п.); • программируемые устройства управления станками, регуляторы, сенсоры и т.д.

6. Архитектура сети – совокупность принципов и правил функционально-логической и структурно-физической реализации отдельных компонентов сети. Она определяет: • физическую структуру информационной сети • логическую структуру информационной сети

7. Классификация информационно-вычислительных сетей

8. по функциональному признаку: • коммуникационная – только для передачи данных, • ресурсоделения, • распределенной обработки данных (каждая ЭВМ выполняет определенные самостоятельные задачи),

9. в зависимости отпространственной организацию сети передачи данных: • глобальные (СПД – тысячи и более километров), • региональные, часто их называют корпоративными (СПД – сотни километров), • локальные (СПД – до 10 километров)

10. Топологические схемы СПД: иерархическая; кольцо; шина; звезда

11. по способу соединения абонентов в процессе передачи данных через сети коммутации: • каналов –коммутируются физические каналы для обеспечения цепи передачи данных через сеть, • сообщений – обеспечивается логическая цепь каналов передачи и коммутируются сообщения сети; • пакетов, на которые разделяется сообщение;

12. Метод коммутации каналов целесообразно использовать в системах, где абоненты регулярно обмениваются большими потоками информации в реальном масштабе времени(как при телефонных разговорах). • Для передачи коротких сообщений с длительными паузами целесо­образно использовать метод коммутации сообщений.

13. В сетях с коммутацией пакетов поступающее от абонента сообщение подвергается в интерфейсных процессорах пакетированию – разбивается, фрагментируется на пакеты, имеющие фиксированную длину, например, 1 Кбайт. Пакеты метятся служебной информацией – заголовком, указывающим адрес пункта сообщения и номер пакета в сообщении. Пакеты транспортируются в сети как независимые сообщения и поступают в узел коммутации пакетов, где накапливаются в буферах каналов связи.

14. Достоинство коммутации пакетов: • возможность одновременной передачи пакетов одного и того же сообщения разными маршрутами, что уменьшает и увеличивает надежность передачи сообщения; • обеспечивает наименьшую задержку при передаче данных и наибольшую пропускную способность сети передачи данных, особенно заметную при передаче коротких сообщений, характерных для диалогового режима.

15. по зависимости от осуществления в транспортных сетях передачи информационных пакетов: • Дейтаграммные • Виртуальные;

16. Дейтаграмма – пакет, который движется по сети независимо от других пакетов, даже порожденных одним и тем же процессом и самостоятельно приходит к месту назначения по указанному адресу. Формат дейтаграммы позволяет реализовать следующие возможности: • передачу логических единиц информации; • организовать неограниченное число логических соединений по одному физическому каналу; • прием только «своих», игнорируя чужие пакеты.

17. Время доставки слева растет при размножении заголовков, справа – при повторе передач из-за ошибок

18. По алгоритмам маршрутизации Простая:  случайная – прибывший пакет посылается в случайном направлении, исключая исходное;  лавинная – пакет широковещательно посылается по всем возможным направлениям, кроме исходного;  по предыдущему опыту, уже когда выбор маршрута осуществляется по таблице, которая строится в результате анализа проходящих через узел маршрутизации адресных пакетов.

19. фиксированная маршрутизация • В алгоритмах фиксированной маршрутизации все таблицы маршрутизации являются статическими. • Администратор в процессе загрузки вручную составляет таблицу маршрутизации. Различают: • одномаршрутные таблицы - для каждого адресата указан один путь • многомаршрутные таблицы, определяющие несколько альтернативных путей для каждого адресата.

20. адаптивная (динамическая) маршрутизация • автоматическое обновление таблиц маршрутизации после изменения конфигурации сети. Протоколы, реализующие эти алгоритмы, позволяют собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения в конфигурации связей

21. Алгоритмы адаптивной маршрутизации делятся на две группы: •  дистанционно-векторные (Distance Vector Algoritms, DVA). Каждый узел маршрутизации узнает обо всех имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них. •  состояния связей (Link State Algoritms, LSA). обеспечивают каждый узел маршрутизации информацией, достаточной для построения точного графа его связей со всеми узлами маршрутизации.

22. по моделям ЭВМ и математическому обеспечению: • гомогенные (используется только один тип ЭВМ), • гетерогенные;

23. по признаку организации управления: • с централизованным контролем и управлением, • с распределенным контролем и управлением, • со смешанным контролем и управлением;

24. по методу доступа к среде передачи данных: • детерминированные: ARСNET, Token Ring – маркерный доступ (права), тактированный; • случайные: ALOHA, CSMA, CSMA/SD – множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий; • смешанные: CSMA/CA.

25. Типы используемых каналов связи •  Назначению (телеграфные, телефонные, телевизионные, телеметрические, передачи данных и т. д) •  характеру линии связи; •  диапазону частот; •  характеру сигналов на входе и выходе каналов и т.д.

26. Основные характеристики канала связи: • пропускная способность -максимальная скорость передачи данных (бод-бит/с). • достоверность передачи данных- вероятность искажения бита.

27. Характеристики пропускной способности различных линий

28. Эталонная модель информационной сети

29. В 1984 году комитет по вычислительной технике и обработке информации – ISO (International Organization for Standartization – международной организации по стандартизации) приняло версию эталонной модели взаимодействия открытых систем OSI (Open System Interconnection – открытая система взаимосвязи, соединения).

30. Модель OSI/ISO создала основу как для анализа сетевых структур, так и для определения новых систем и стандартов. Стандартизация построения компонентов модели OSI явилась мощным толчком к развитию сетевых архитектур (в большей степени малых дешевых ЛВС).

31. Семиуровневая модель OSI

32. Протокол – совокупность логических и процедурных характеристик механизма связи между функциональными компонентами одного уровня разных узлов сети. • Верхние уровни способны интерпретировать переданную информацию и тем самым обеспечивать взаимодействие обоих вычислительных процессов. • Нижние уровни протоколов лишь обеспечивают передачу информации через сеть связи, не заботясь о ее смысле.

33. Межуровневый интерфейс – устанавливает правила взаимодействия между функциональными компонентами смежных уровней одного узла сети. `

34. Ввод, вывод сообщений производится через логические, программно реализованные точки, называемые портами, предназначенными для реализации различного рода сервисов в информационных сетях.

35. Прикладной (пользовательский) уровень • Уровень 7 – прикладной (Application) – самый верхний уровень модели OSI, на котором расположен протокол общения абонента с сетью. Он представляет собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам. • Этот уровень в сети обеспечивает услуги, напрямую поддерживающие приложения пользователя: передачу файлов, до-ступ к базам данных, электронную почту и т.д.

36. Пользовательский уровень содержит три прикладных процесса: •  пользователей, определяемых программами; •  сервисные, представляемые пользователям; •  административного управления сетью.

37. Пример протоколов прикладного уровня: • 1) ISO 8650/2 CASE Association Control Service Elements; • 2) ISO 8571 File Transfer Access and Management.

38. Представительный уровень • Уровень 6 – представительный (Presentation), определяет процедуру представления передаваемой информации в нужную сетевую форму. В простейших случаях желательно обеспечить возможность взаимодействия сетевых устройств с различной кодировкой и различными наборами символов, а в более сложных необходим обмен между программами, написанными на разных языках, взаимодействие различных ОС и т.д.

39. На компьютере-отправителе данные, поступившие от уровня 7, на уровне 6 переводятся в общепринятый промежуточный формат. На компьютере-получателе на уровне 6 происходит перевод из промежуточного формата в тот, который используется уровнем 7 данного компьютера.

40. Функции представительного уровня • – обеспечение форм стандартного изображения информации; • – обеспечение стандартного представления процедур обмена информацией; • – обеспечение управления представлением данных для конечного пользователя; • – преобразование форматов файлов и кодов для разноязыковых программ; • – сжатие данных и кодирование информации.

41. Примеры протоколов уровня представления: • 1) ISO 8823 OSI Connection-Oriented Presentation Protocol; • 2) CCITT Х.409 Presentation Transfer Sintax and Notation.

42. Сеансовый уровень • Назначение состоит в организации сеансов связи между прикладными процессами. Устанавливаются места, где вычисляются запрашиваемые функции или где расположены запрашиваемые данные, проверяется: располагают ли оконечные устройства необходимыми ресурсами для обмена. Стандартизуются процессы установления сеанса и его завершения.

43. Функции сеансового уровня • организация сеанса и проведение обмена данными; • идентификация сеанса (выделение его из множества других); • восстановление сеанса после устранения ошибок или прекращения его; • определение мест нахождения данных, привязка ресурсов к виртуальному каналу.

44. На уровне 5 кончаются протоколы верхних уровней и начинаются протоколы нижних уровней, обслуживающие транспортную сеть. Выход информации в транспортную сеть осуществляется через порт. Каждый процесс выходит в сеть через свои порты, а число портов у каждого процесса равно числу адресов, с которыми он взаимодействует в данный момент.

45. Перед выходом через порт в транспортную сеть информации пользователя приписывается заголовок того процесса, который породил эту информацию. Этот заголовок – подпись автора данной информации. В таком виде (информация + заголовок) она называется сообщением. Это сообщение через порт процесса, его породившего, поступает в транспортную сеть для передачи адресату по протоколам нижних уровней.

46. Примеры протоколов сеансового уровня: • ISO 8327 OSI Connection-Oriented Session Protocol; • CCITT T.62 Control Procedure.

48. Транспортный уровень • Обеспечивает передачу информации через всю транспортную сеть от одного ее порта к другому. В соответствии с протоколом данного уровня сообщения разбиваются на одинаковые фрагменты и каждому фрагменту приписывается заголовок передачи, где указывается номер фрагмента и имя порта назначения.

49. В таком виде фрагмент с заголовком передачи называют блоком. На приемном конце сети этот четвертый уровень управления снимает заголовок передачи, читает в нем имя нужного порта и номер фрагмента, собирает из фрагментов сообщение и отправляет его через указанный порт адресату, а также обычно посылает сигнал подтверждения приема.

50. Функции транспортного уровня • – обмен управляющей информацией между системами; • – передача информации от ее источника потребителю, с разбиением сообщений на фрагменты (передающий узел)и сборкой из фрагментов сообщений (приемный узел); • – обнаружение ошибок, накопленных за весь путь от порта до порта; • – восстановление передачи после выявления неисправностей.