هدف و شرح مختصری ازاجزای اصلی شبکه های کامپیوتری

شبکه کامپیوتریبه مجموعه ای از کامپیوترهای به هم پیوسته و توزیع شده در یک قلمرو خاص گفته می شود.

شبکه کامپیوتری- یک مجموعه محاسباتی که شامل یک سیستم توزیع جغرافیایی از رایانه ها و پایانه های آنها در یک سیستم واحد است.

با توجه به میزان توزیع جغرافیایی، شبکه های کامپیوتری به محلی، شهری، شرکتی، جهانی و غیره تقسیم می شوند.

شبکه کامپیوتری از سه جزء تشکیل شده است:

شبکه های انتقال داده، از جمله کانال های انتقال داده و امکانات سوئیچینگ؛

کامپیوترها، شبکه شدهانتقال داده ها؛

شبکه نرم افزار.

شبکه کامپیوتری- این یک مجموعه پیچیده است اجزای نرم افزاری و سخت افزاری به هم پیوسته:

کامپیوترها(رایانه های میزبان، رایانه های شبکه، ایستگاه های کاری، سرورها) واقع در گره های شبکه؛

سیستم عامل شبکه و نرم افزار کاربردی, مدیریت کامپیوتر;

تجهیزات ارتباطی- تجهیزات و کانال های انتقال داده با دستگاه های جانبی همراه؛ تابلوهای رابطو دستگاه ها (کارت های شبکه، مودم)؛ روترها و دستگاه های سوئیچینگ

نرم افزار و اجزای سخت افزاری یک شبکه کامپیوتری

شبکه کامپیوتری- یک سیستم توزیع مکانی از اجزای نرم افزاری و سخت افزاری که توسط خطوط ارتباطی کامپیوتری متصل شده اند.

در میان سخت افزارکامپیوتر و تجهیزات ارتباطی را می توان متمایز کرد. اجزای نرم افزار از سیستم عامل ها و برنامه های کاربردی شبکه تشکیل شده است.

در حال حاضر کامپیوترها در شبکه استفاده می شوند انواع مختلفو کلاس هایی با ویژگی های مختلف. این اساس هر شبکه کامپیوتری است. کامپیوترها و ویژگی های آنها تعیین کننده قابلیت های یک شبکه کامپیوتری است. ولی در اخیراو تجهیزات ارتباطی (سیستم های کابلی، تکرار کننده ها، پل ها، روترها، و غیره) شروع به ایفای نقش به همان اندازه مهم کردند. برخی از این دستگاه ها را با توجه به پیچیدگی، هزینه و سایر ویژگی هایشان می توان رایانه هایی نامید که وظایف بسیار خاصی را برای اطمینان از عملکرد شبکه ها حل می کنند.

برای کار کارآمدشبکه ها استفاده می شود سیستم عامل های شبکه ویژه (سیستم عامل شبکه)که بر خلاف سیستم عامل های شخصی، برای حل مشکلات خاص مدیریت عملکرد یک شبکه کامپیوتری طراحی شده اند. سیستم عامل های شبکه بر روی کامپیوترهای اختصاصی مخصوص نصب می شوند.

برنامه های کاربردی شبکه- اینها سیستم های نرم افزار کاربردی هستند که قابلیت های سیستم عامل های شبکه را گسترش می دهند. از جمله آنها می توانیم برجسته کنیم پست کننده ها، سیستم های کار گروهی، پایگاه های داده شبکه و غیره

همانطور که سیستم عامل های شبکه تکامل می یابند، برخی از توابع برنامه های کاربردی شبکه به عملکردهای منظم سیستم عامل تبدیل می شوند.

تمام دستگاه های متصل به شبکه را می توان به سه گروه عملکردی تقسیم کرد:

1) ایستگاه های کاری؛

2) سرورهای شبکه؛

3) گره های ارتباطی

1) ایستگاه کاریایستگاه کاری یک کامپیوتر شخصی است که به شبکه متصل است و کاربر شبکه کار خود را بر روی آن انجام می دهد. هر ایستگاه کاری فایل های محلی خود را پردازش می کند و از سیستم عامل خود استفاده می کند. اما در عین حال منابع شبکه در دسترس کاربر است.

سه نوع ایستگاه کاری وجود دارد:

ایستگاه کاری با دیسک محلی،

ایستگاه کاری بدون دیسک،

ایستگاه کاری از راه دور

در یک ایستگاه کاری با دیسک (هارد یا فلاپی) سیستم عاملاز این بارگیری شده است دیسک محلی. برای یک ایستگاه بدون دیسک، سیستم عامل از دیسک سرور فایل بارگیری می شود. این قابلیت توسط تراشه مخصوص نصب شده بر روی آداپتور شبکه ایستگاه بدون دیسک ارائه می شود.

ایستگاه کاری راه دور ایستگاهی است که از طریق کانال های مخابراتی (مثلاً با استفاده از شبکه تلفن) به یک شبکه محلی متصل می شود.

2) سرور شبکهسرور شبکه کامپیوتری است که به یک شبکه متصل است و به کاربران شبکه ارائه می کند خدمات خاص، مانند ذخیره سازی داده ها استفاده مشترک، کارهای چاپی، پردازش درخواست به یک DBMS، پردازش از راه دور کارها و غیره.

بر اساس توابع انجام شده، می توانیم تشخیص دهیم گروه های زیرسرورها

سرور فایل، سرور فایل - رایانه ای که داده های کاربران شبکه را ذخیره می کند و دسترسی کاربر را به این داده ها فراهم می کند. به طور معمول، این کامپیوتر دارای مقدار زیادی فضای دیسک است. سرور فایل به کاربران امکان می دهد به طور همزمان به داده های مشترک دسترسی داشته باشند.

سرور فایل وظایف زیر را انجام می دهد:

ذخیره سازی داده ها؛

آرشیو داده ها؛

انتقال اطلاعات.

سرور پایگاه داده - رایانه ای که وظایف ذخیره، پردازش و مدیریت فایل های پایگاه داده (DB) را انجام می دهد.

سرور پایگاه داده عملکردهای زیر را انجام می دهد:

ذخیره سازی پایگاه های داده، حفظ یکپارچگی، کامل بودن و ارتباط آنها؛

دریافت و پردازش درخواست ها به پایگاه های داده و همچنین ارسال نتایج پردازش به ایستگاه کاری.

هماهنگی تغییرات داده های انجام شده توسط کاربران مختلف;

حمایت کردن پایگاه های داده توزیع شدهداده ها، تعامل با سایر سرورهای پایگاه داده واقع در مکان دیگری.

سرور برنامه، سرور برنامه - رایانه ای که برای اجرای برنامه های کاربردی کاربر استفاده می شود.

سرور ارتباطی، سرور ارتباطات - دستگاه یا رایانه ای که دسترسی شفاف به کاربران شبکه محلی را فراهم می کند پورت های سریالورودی خروجی.

با استفاده از یک سرور ارتباطی، می توانید یک مودم اشتراکی را با اتصال آن به یکی از پورت های سرور ایجاد کنید. کاربر با اتصال به سرور ارتباطی می تواند با چنین مودمی به همان روشی کار کند که گویی مودم مستقیماً به ایستگاه کاری متصل است.

یک سرور دسترسی یک کامپیوتر اختصاصی است که امکان پردازش از راه دور وظایف را فراهم می کند. برنامه های شروع شده از یک ایستگاه کاری راه دور بر روی این سرور اجرا می شوند.

دستورات وارد شده توسط کاربر از صفحه کلید از ایستگاه کاری راه دور دریافت می شود و نتایج کار برگردانده می شود.

سرور فکس، سرور فکس - دستگاه یا رایانه ای که پیام های فکس را برای کاربران شبکه محلی ارسال و دریافت می کند.

سرور کپی رزرو کنیدداده، سرور پشتیبان - دستگاه یا رایانه ای که مشکل ایجاد، ذخیره و بازیابی نسخه هایی از داده های واقع در سرورهای فایل و ایستگاه های کاری را حل می کند. یکی از سرورهای فایل شبکه می تواند به عنوان سرور مورد استفاده قرار گیرد.

لازم به ذکر است که تمامی انواع سرورهای ذکر شده می توانند بر روی یک کامپیوتر اختصاص داده شده برای این اهداف کار کنند.

3) گره های ارتباطی شبکه شامل دستگاه های زیر است:

تکرار کننده ها؛

سوئیچ ها (پل ها)؛

روترها؛

طول شبکه و فاصله بین ایستگاه ها در درجه اول توسط ویژگی های فیزیکی رسانه انتقال (کابل کواکسیال، جفت پیچ خورده و غیره) تعیین می شود. هنگام انتقال داده ها در هر محیطی، تضعیف سیگنال رخ می دهد که منجر به محدودیت فاصله می شود. برای غلبه بر این محدودیت و گسترش شبکه، دستگاه های خاصی نصب می شوند - تکرار کننده ها، پل ها و سوئیچ ها. بخشی از شبکه که شامل دستگاه توسعه نیست معمولاً بخش شبکه نامیده می شود.

تکرار کننده، تکرار کننده - دستگاهی که سیگنال دریافت شده توسط خود را تقویت یا بازسازی می کند. تکرار کننده با دریافت یک بسته از یک بخش، آن را به سایرین ارسال می کند. در این حالت، تکرار کننده بخش های متصل به خود را جدا نمی کند. در هر زمان معین، در تمام بخش های متصل شده توسط تکرار کننده، تبادل داده فقط بین دو ایستگاه پشتیبانی می شود.

تعویض, switch, bridge, bridge وسیله ای است که مانند یک تکرار کننده به شما امکان می دهد چندین سگمنت را با هم ترکیب کنید. بر خلاف یک تکرار کننده، یک پل بخش های متصل به آن را جدا می کند، یعنی به طور همزمان چندین فرآیند تبادل داده را برای هر جفت ایستگاه از بخش های مختلف پشتیبانی می کند.

روتر- دستگاهی که شبکه های یک یا را به هم متصل می کند انواع متفاوتبا استفاده از یک پروتکل تبادل داده روتر آدرس مقصد را تجزیه و تحلیل می کند و داده ها را در مسیر بهینه هدایت می کند.

دروازهدستگاهی است که به شما امکان می دهد تبادل داده ها را بین مختلف سازماندهی کنید اشیاء شبکهبا استفاده از پروتکل های مختلف تبادل داده

اجزای سخت افزاری اصلی شبکه عبارتند از:

1. سیستم های مشترک:کامپیوترها (ایستگاه های کاری یا کلاینت ها و سرورها)؛ چاپگرها؛ اسکنر و غیره

2. سخت افزار شبکه:آداپتورهای شبکه؛ متمرکز کننده ها (هاب ها)؛ پل ها؛ روترها و غیره

3. کانالهای ارتباطی:کابل ها؛ اتصال دهنده ها؛ دستگاه هایی برای انتقال و دریافت داده ها در فناوری های بی سیم.

اجزای اصلی نرم افزار شبکه به شرح زیر است:

1. سیستم عامل های شبکه، که معروف ترین آنها عبارتند از: MS Windows; LANtastic; NetWare; یونیکس؛ لینوکس و غیره

2. نرم افزار شبکه(خدمات شبکه): مشتری شبکه; کارت LAN؛ پروتکل؛ سرویس دسترسی از راه دور.

LAN (محلی شبکه کامپیوتری) مجموعه ای از رایانه ها، کانال های ارتباطی، آداپتورهای شبکهاجرای یک سیستم عامل شبکه و نرم افزار شبکه

در یک LAN، به هر رایانه شخصی یک ایستگاه کاری گفته می شود، به استثنای یک یا چند رایانه که برای خدمت به عنوان سرور طراحی شده اند. هر ایستگاه کاری و سرور دارای کارت های شبکه (آداپتور) هستند که از طریق کانال های فیزیکی به یکدیگر متصل می شوند. علاوه بر سیستم عامل محلی، هر ایستگاه کاری نرم افزار شبکه ای را اجرا می کند که به ایستگاه اجازه می دهد با سرور فایل ارتباط برقرار کند.

رایانه های موجود در معماری سرویس گیرنده-سرور LAN به دو نوع تقسیم می شوند: ایستگاه های کاری یا کلاینت هایی که برای کاربران در نظر گرفته شده است و سرورهایی که معمولاً برای کاربران عادی غیرقابل دسترسی هستند و برای مدیریت منابع شبکه طراحی شده اند.

ایستگاه های کاری

یک ایستگاه کاری است سیستم مشترک، تخصصی برای حل وظایف خاصو استفاده از منابع شبکه نرم افزار شبکه ایستگاه کاری شامل خدمات زیر می باشد:

مشتری برای شبکه ها؛

سرویس دسترسی به فایل و چاپگر؛

پروتکل های شبکه برای از این نوعشبکه های؛

کارت شبکه;

کنترل کننده دسترسی از راه دور.

ایستگاه کاری با یک ایستگاه معمولی مستقل متفاوت است کامپیوتر شخصیبه شرح زیر است:

دسترسی کارت شبکه(آداپتور شبکه) و کانال ارتباطی؛

هنگام بارگیری سیستم عامل، پیام های دیگری روی صفحه ظاهر می شود که به شما اطلاع می دهد که سیستم عامل شبکه در حال بارگیری است.

قبل از شروع، باید نرم افزار شبکه خود را با نام کاربری و رمز عبور ارائه دهید. این روش ورود به شبکه نامیده می شود.

پس از اتصال به شبکه LAN، درایوهای دیسک شبکه اضافی ظاهر می شوند.

استفاده از آن امکان پذیر می شود تجهیزات شبکه، که ممکن است دور از محل کار واقع شده باشد.

آداپتورهای شبکه

برای اتصال رایانه شخصی به شبکه، به یک دستگاه رابط به نام آداپتور شبکه، رابط، ماژول یا کارت نیاز دارید. در شکاف جا می شود مادربرد. کارت های آداپتور شبکه روی هر ایستگاه کاری و روی سرور فایل نصب می شوند. ایستگاه کاری درخواستی را از طریق آداپتور شبکه به سرور فایل ارسال می کند و هنگامی که سرور فایل آماده است، پاسخی را از طریق آداپتور شبکه دریافت می کند.

آداپتورهای شبکه، همراه با نرم افزار شبکه، قادر به تشخیص و رسیدگی به خطاهایی هستند که ممکن است به دلیل تداخل الکتریکی، برخورد یا عملکرد ضعیف سخت افزار رخ دهد.

انواع مختلف آداپتورهای شبکه نه تنها در روش های دسترسی به کانال ارتباطی و پروتکل ها، بلکه در پارامترهای زیر نیز متفاوت هستند:

سرعت انتقال؛

اندازه بافر بسته؛

نوع لاستیک؛

عملکرد اتوبوس؛

سازگار با ریزپردازنده های مختلف؛

استفاده از دسترسی مستقیم به حافظه (DMA)؛

آدرس دهی پورت های ورودی/خروجی و درخواست های وقفه؛

طراحی کانکتور

ترکیب اجزای مورد بحث در بالا در یک شبکه قابل انجام است راه های مختلفو به معنی. بر اساس ترکیب اجزای آنها، روش های اتصال آنها، دامنه استفاده و سایر ویژگی ها، شبکه ها را می توان به کلاس هایی تقسیم کرد به گونه ای که تعلق شبکه توصیف شده به یک کلاس خاص بتواند به اندازه کافی ویژگی ها و پارامترهای کیفیت را مشخص کند. از شبکه

با این حال، این نوع طبقه بندی شبکه ها نسبتاً دلخواه است. امروزه گسترده ترین تقسیم شبکه های کامپیوتری بر اساس موقعیت سرزمینی است. بر اساس این ویژگی، شبکه ها به سه کلاس اصلی تقسیم می شوند: ·

LAN - شبکه های محلی؛ ·
MAN - شبکه های شهری. ·
WAN - شبکه های جهانی (شبکه های گسترده)؛

شبکه محلی (LAN) یک سیستم ارتباطی است که از یک یا چند کانال انتقال پرسرعت در یک ساختمان یا یک منطقه محدود دیگر پشتیبانی می کند. اطلاعات دیجیتال، برای استفاده انحصاری کوتاه مدت به دستگاه های متصل ارائه شده است. مناطق تحت پوشش دارو ممکن است به طور قابل توجهی متفاوت باشد.
طول خطوط ارتباطی برای برخی از شبکه ها نمی تواند بیش از 1000 متر باشد، در حالی که شبکه های دیگر قادر به سرویس دهی به کل شهر هستند. مناطق خدماتی می توانند کارخانه ها، کشتی ها، هواپیماها و همچنین موسسات، دانشگاه ها و کالج ها باشند. به عنوان یک قاعده، کابل های کواکسیال به عنوان یک رسانه انتقال استفاده می شود، اگرچه شبکه های روی جفت پیچ خورده و فیبر نوری به طور فزاینده ای گسترش می یابند، و اخیراً فناوری شبکه های محلی بی سیم نیز به سرعت در حال توسعه است که از یکی از سه نوع تشعشع استفاده می کند: باند پهن. سیگنال های رادیویی، تابش کم توان فرکانس های فوق العاده بالا (تابش مایکروویو) و اشعه های مادون قرمز.
فاصله های کوتاهبین گره های شبکه، رسانه انتقال استفاده شده و احتمال کم خطا در داده های ارسالی، امکان حفظ نرخ تبادل بالا - از 1 مگابیت بر ثانیه تا 100 مگابیت در ثانیه (در حال حاضر طرح های صنعتی شبکه های محلی با سرعت وجود دارد. از مرتبه 1 گیگابیت بر ثانیه).

شبکه های شهری، به عنوان یک قاعده، گروهی از ساختمان ها را پوشش می دهند و بر روی کابل های فیبر نوری یا باند پهن اجرا می شوند. با توجه به ویژگی های خود، آنها میانی بین محلی و شبکه های جهانی. اخیراً در ارتباط با کابل کشی فیبر نوری پرسرعت و مطمئن در مناطق شهری و بین شهری و نویدبخش پروتکل های شبکهبه عنوان مثال، ATM (حالت انتقال ناهمزمان)، که در آینده می تواند در شبکه های محلی و جهانی استفاده شود.

شبکه های جهانی، بر خلاف شبکه های محلی، به عنوان یک قاعده، مناطق بسیار بزرگتر و حتی بیشتر مناطق جهان را پوشش می دهند (به عنوان مثال اینترنت). در حال حاضر کانال های سیمی آنالوگ یا دیجیتال به عنوان رسانه انتقال در شبکه های جهانی و همچنین استفاده می شود. کانال های ماهواره ایارتباطات (معمولا برای ارتباط بین قاره ها). محدودیت در سرعت انتقال (تا 28.8 کیلوبیت بر ثانیه در کانال های آنالوگ و تا 64 کیلوبیت در ثانیه در بخش های کاربر کانال های دیجیتال) و قابلیت اطمینان نسبتاً پایین کانال های آنالوگ که نیازمند استفاده از ابزارهای تشخیص و تصحیح خطا در سطوح پایین پروتکل است، سرعت تبادل داده در شبکه های جهانی را به میزان قابل توجهی نسبت به شبکه های محلی کاهش می دهد.
سایر ویژگی های طبقه بندی شبکه های کامپیوتری وجود دارد. مثلا:

با توجه به دامنه فعالیت، شبکه ها را می توان به شبکه های بانکی، شبکه های مؤسسات علمی، شبکه های دانشگاهی تقسیم کرد.

بر اساس شکل عملکرد می توان شبکه های تجاری و شبکه های رایگان، شبکه های شرکتی و عمومی؛

بر اساس ماهیت توابع پیاده سازی شده، شبکه ها به شبکه های محاسباتی تقسیم می شوند که برای حل مسائل کنترلی بر اساس پردازش محاسباتی اطلاعات اولیه طراحی شده اند. اطلاعاتی، در نظر گرفته شده برای به دست آوردن داده های مرجع به درخواست کاربران؛ ترکیبی که در آن توابع محاسباتی و اطلاعاتی پیاده سازی می شوند.

بر اساس روش کنترل، شبکه های کامپیوتری به شبکه هایی با کنترل غیرمتمرکز، متمرکز و مختلط تقسیم می شوند. در حالت اول، هر کامپیوتر موجود در شبکه شامل یک مجموعه کامل است نرم افزاربرای هماهنگ کردن عملیات شبکه در حال انجام. شبکه های این نوع پیچیده و بسیار گران هستند، زیرا سیستم عامل های رایانه های فردی با تمرکز بر دسترسی جمعی به میدان حافظه مشترک شبکه توسعه یافته اند. در شبکه های مختلط، تحت کنترل متمرکز، وظایفی که بالاترین اولویت را دارند و معمولاً با پردازش حجم زیادی از اطلاعات مرتبط هستند، حل می شوند.

با توجه به سازگاری نرم‌افزار، شبکه‌ها می‌توانند همگن یا همگن (شامل رایانه‌های سازگار با نرم‌افزار) و ناهمگن یا ناهمگن (در صورتی که رایانه‌های موجود در شبکه با نرم‌افزار ناسازگار باشند) باشند.

. هدف اصلی یک شبکه کامپیوتری را مشخص کنید

2016-02-17

هدف اصلی یک شبکه کامپیوتری را مشخص کنید

شبکه های کامپیوتر. یادداشت های سخنرانی

1. نرم افزار و اجزای سخت افزاری اصلی شبکه. مفاهیم "مشتری"، "سرور"، "سرویس شبکه".

شبکه کامپیوتریمجموعه پیچیده ای از اجزای نرم افزاری و سخت افزاری به هم پیوسته و هماهنگ است.

هدف اصلی یک شبکه کامپیوتریاست:

به اشتراک گذاری اطلاعات؛

اشتراک تجهیزات و نرم افزار؛

مدیریت و نگهداری متمرکز

اجزای اصلی یک شبکه کامپیوتری:

کامپیوتر (لایه سخت افزار)؛

تجهیزات ارتباطی؛

سیستم عامل شبکه؛

برنامه های کاربردی شبکه

کل مجموعه سخت افزار و نرم افزار شبکه را می توان توصیف کرد مدل چند لایه. در هستههر شبکه ای دروغ می گوید لایه سخت افزاریسیستم عامل های کامپیوتری استاندارد لایه دوم تجهیزات ارتباطی است. اگرچه رایانه‌ها در پردازش داده‌ها در شبکه‌ها نقش محوری دارند، دستگاه‌های ارتباطی اخیراً نقشی به همان اندازه مهم بازی می‌کنند. سیستم‌های کابل‌کشی، تکرارکننده‌ها، پل‌ها، سوئیچ‌ها، روترها و هاب‌های مدولار از اجزای جانبی شبکه به اجزای ضروری تبدیل شده‌اند، همراه با رایانه‌ها و نرم‌افزارهای سیستم، هم در تأثیرشان بر عملکرد شبکه و هم هزینه.

لایه سوم، بستر نرم افزاری شبکه را تشکیل می دهند سیستم عامل (OS).کارایی کل شبکه بستگی به این دارد که کدام مفاهیم برای مدیریت منابع محلی و توزیع شده اساس سیستم عامل شبکه را تشکیل می دهند.

بالاترین لایهمتفاوت هستند برنامه های کاربردی شبکهمانند پایگاه داده های شبکه، سیستم های پستی، ابزارهای آرشیو داده ها، سیستم های اتوماسیون کار تیمی و غیره.

برنامه شبکه است برنامه توزیع شده، یعنی برنامه ای که از چندین بخش متقابل تشکیل شده است که هر کدام روی یک کامپیوتر جداگانه در شبکه اجرا می شود.

برنامه سرور- یک برنامه ویژه طراحی شده برای خدمات رسانی به درخواست های دسترسی به منابع یک رایانه معین از سایر رایانه های موجود در شبکه. ماژول سرور دائماً در حالت آماده به کار برای درخواست هایی که از طریق شبکه می آیند است.

برنامه مشتری- یک برنامه ویژه طراحی شده برای نوشتن و ارسال درخواست برای دسترسی به منابع راه دور و همچنین دریافت و نمایش اطلاعات در رایانه کاربر.

خدمات شبکه- یک جفت ماژول مشتری-سرور که دسترسی مشترک کاربر را به نوع خاصی از منبع فراهم می کند. به طور معمول، یک سیستم عامل شبکه از چندین نوع پشتیبانی می کند خدمات شبکهبرای کاربرانش - سرویس فایل، سرویس چاپ، سرویس پست الکترونیک، سرویس دسترسی از راه دور و غیره (نمونه هایی از خدمات شبکه - WWW، FTP، UseNet).

اصطلاحات "مشتری" و "سرور" نه تنها برای اشاره به ماژول های نرم افزار، بلکه برای کامپیوترهای متصل به شبکه نیز استفاده می شود. اگر رایانه ای منابع خود را در اختیار سایر رایانه های موجود در شبکه قرار دهد، سرور و اگر آنها را مصرف کند، کلاینت نامیده می شود. گاهی اوقات یک کامپیوتر می تواند همزمان نقش سرور و کلاینت را ایفا کند.

2. طبقه بندی شبکه های کامپیوتری.

هنگام طبقه‌بندی شبکه‌ها بر اساس منطقه، بین شبکه‌های محلی (LAN)، جهانی (WAN) و شهری (MAN) تمایز قائل می‌شوند.

LAN - در منطقه ای بیش از 1-2 کیلومتر متمرکز شده است. ساخته شده با استفاده از خطوط ارتباطی گران قیمت با کیفیت بالا، که با استفاده از روش‌های ساده انتقال داده، امکان دستیابی به نرخ تبادل داده‌های بالا در حد ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه را فراهم می‌کند. خدمات ارائه شده متنوع است و معمولاً شامل اجرای آنلاین است.

WAN - کامپیوترهای پراکنده در صدها و هزاران کیلومتر را به هم متصل می کند. اغلب از خطوط ارتباطی موجود و با کیفیت پایین استفاده می شود. نرخ انتقال داده کمتر نسبت به شبکه های محلی (ده ها کیلوبیت در ثانیه) محدوده خدمات ارائه شده برای انتقال فایل را محدود می کند، که عمدتاً به صورت آنلاین نیست، اما زمینه، با استفاده از ایمیل برای انتقال پایدار داده های گسسته، روش ها و تجهیزات پیچیده تری نسبت به شبکه های محلی استفاده می شود.

MAN - یک موقعیت متوسط ​​بین شبکه های محلی و جهانی را اشغال می کند. با فواصل کافی بین گره ها (ده ها کیلومتر)، آنها دارای خطوط ارتباطی با کیفیت بالا و نرخ مبادله بالا هستند، حتی گاهی اوقات حتی بالاتر از شبکه های محلی کلاسیک. همانطور که در مورد شبکه های محلی، هنگام ساخت یک MAN، از خطوط ارتباطی موجود استفاده نمی شود، بلکه دوباره گذاشته می شوند.

بسته به مقیاس واحد تولیدی که شبکه در آن فعالیت می کند، شبکه های دپارتمان، شبکه های دانشگاهی و شبکه های شرکتی متمایز می شوند.

شبکه های دپارتمان توسط گروه کوچکی از کارمندان عمدتاً به منظور اشتراک گذاری تجهیزات جانبی، برنامه ها و داده های گران قیمت استفاده می شود. یک یا دو سرور فایل و حداکثر سی کاربر داشته باشد. معمولاً به زیرشبکه ها تقسیم نمی شوند. بر اساس هر یک ایجاد می شوند فناوری شبکه; می تواند بر اساس سیستم عامل های شبکه نظیر به نظیر کار کند.

شبکه‌های پردیس، شبکه‌ای از بخش‌ها را در یک ساختمان واحد یا یک منطقه واحد به وسعت چندین کیلومتر مربع، بدون استفاده از اتصالات جهانی، ترکیب می‌کنند. در سطح شبکه پردیس، چالش هایی در یکپارچه سازی و مدیریت سخت افزار و نرم افزار ناهمگن به وجود می آید.

شبکه‌های شرکتی تعداد زیادی کامپیوتر را در تمام حوزه‌های یک سازمان به هم متصل می‌کنند. یک شبکه شرکتی با موارد زیر مشخص می شود:

o مقیاس - هزاران رایانه کاربر، صدها سرور، حجم عظیمی از داده های ذخیره شده و انتقال یافته از طریق خطوط ارتباطی، بسیاری از برنامه های کاربردی مختلف.

درجه ناهمگونی بالا - انواع رایانه ها، تجهیزات ارتباطی، سیستم عامل ها و برنامه های کاربردی متفاوت است.

o استفاده از اتصالات جهانی - شبکه های شعب با استفاده از وسایل مخابراتی از جمله کانال های تلفن، کانال های رادیویی و ارتباطات ماهواره ای متصل می شوند.

3. ویژگی های اصلی شبکه های کامپیوتری مدرن.

کیفیت عملیات شبکه با ویژگی های زیر مشخص می شود: عملکرد، قابلیت اطمینان، سازگاری، مدیریت پذیری، امنیت، توسعه پذیری و مقیاس پذیری.

دو رویکرد اصلی برای تضمین کیفیت شبکه وجود دارد. اولین مورد این است که شبکه مطابقت کاربر با مقدار عددی مشخصی از شاخص کیفیت خدمات را تضمین می کند. به عنوان مثال، شبکه‌های رله فریم و ATM می‌توانند سطح معینی از توان عملیاتی را برای کاربر تضمین کنند. در رویکرد دوم (بهترین تلاش)، شبکه سعی می کند تا حد امکان به کاربر به طور کارآمد خدمات ارائه دهد، اما چیزی را تضمین نمی کند.

ویژگی های اصلی عملکرد شبکه عبارتند از: زمان پاسخ، که به عنوان زمان بین وقوع یک درخواست برای یک سرویس شبکه و دریافت پاسخ به آن تعریف می شود. توان عملیاتی، که میزان داده های ارسال شده توسط شبکه در واحد زمان را منعکس می کند، و تاخیر انتقال، که برابر با فاصله زمانی بین لحظه ای است که بسته به ورودی هر یک می رسد. دستگاه شبکهو لحظه ظهور آن در خروجی این دستگاه.

ویژگی‌های مختلفی برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه‌ها استفاده می‌شود، از جمله: فاکتور در دسترس بودن، که به معنای نسبت زمانی است که در طی آن سیستم می‌تواند استفاده شود. امنیت، یعنی توانایی سیستم برای محافظت از داده ها از دسترسی غیرمجاز؛ تحمل خطا - توانایی یک سیستم برای کار در شرایط خرابی برخی از عناصر آن.

توسعه پذیری به معنای توانایی افزودن نسبتاً آسان عناصر شبکه (کاربران، رایانه ها، برنامه ها، خدمات)، افزایش طول بخش های شبکه و جایگزینی تجهیزات موجود با تجهیزات قوی تر است.

مقیاس پذیری به این معنی است که شبکه به شما امکان می دهد تعداد گره ها و طول اتصالات را در محدوده بسیار وسیعی افزایش دهید، در حالی که عملکرد شبکه بدتر نمی شود.

شفافیت توانایی یک شبکه برای پنهان کردن جزئیات ساختار داخلی خود از کاربر و در نتیجه ساده کردن کار او در شبکه است.

مدیریت شبکه به معنای توانایی نظارت متمرکز بر وضعیت عناصر اصلی شبکه، شناسایی و حل مشکلاتی است که در طول عملیات شبکه ایجاد می شود، انجام تجزیه و تحلیل عملکرد و برنامه ریزی توسعه شبکه.

قابلیت همکاری به این معنی است که شبکه می تواند طیف گسترده ای از نرم افزارها و سخت افزارها را در خود جای دهد.

4. مفهوم "توپولوژی". توپولوژی فیزیکی و منطقی CS. توپولوژی های پایه CS

توپولوژی –پیکربندی اتصالات فیزیکی بین گره های شبکه مشخصات شبکه به نوع توپولوژی نصب شده بستگی دارد. به طور خاص، انتخاب یک توپولوژی خاص بر:

ترکیب تجهیزات شبکه لازم؛

قابلیت های تجهیزات شبکه؛

امکان گسترش شبکه;

روش مدیریت شبکه

اصطلاح توپولوژی CS می تواند به معنای توپولوژی فیزیکی (پیکربندی اتصالات فیزیکی) یا توپولوژی منطقی- مسیرهای انتقال سیگنال بین گره های شبکه. توپولوژی های فیزیکی و منطقی CS ممکن است یکسان یا متفاوت باشند. شبکه های محلی بر این اساس ساخته می شوند سه توپولوژی پایه، معروف به:

اتوبوس مشترک (اتوبوس)؛

ستاره

حلقه.

در توپولوژی اتوبوس مشترکیک کابل استفاده می شود که تمام کامپیوترهای موجود در شبکه به آن متصل هستند. اتصال گره های جدید به چنین شبکه ای آسان است.

فقط یک کامپیوتر می تواند در یک زمان ارسال کند. داده ها به تمام رایانه های موجود در شبکه منتقل می شود. با این حال، اطلاعات فقط توسط رایانه ای که آدرس آن با آدرس گیرنده مطابقت دارد، دریافت می شود.

اتوبوس یک توپولوژی غیرفعال است. این بدان معناست که رایانه‌ها فقط به داده‌های ارسال شده از طریق شبکه گوش می‌دهند، اما آن‌ها را از فرستنده به گیرنده منتقل نمی‌کنند. بنابراین، اگر هر رایانه ای از کار بیفتد، تأثیری بر عملکرد شبکه نخواهد داشت.

برای جلوگیری از انعکاس سیگنال های الکتریکی، پایانه هایی در هر انتهای کابل تعبیه شده اند تا این سیگنال ها را جذب کنند. اگر کابلی بشکند، یکی از انتهای آن قطع شود، یا پایانه‌ای وجود نداشته باشد، کل شبکه از کار می‌افتد ("سقوط").

با توپولوژی "ستاره"همه رایانه ها با استفاده از بخش های کابل به یک جزء مرکزی - یک هاب متصل می شوند. سیگنال های کامپیوتر فرستنده از طریق هاب به سایرین می رسد.

در شبکه هایی با توپولوژی ستاره، اتصال کامپیوترها به شبکه و مدیریت شبکه به صورت مرکزی انجام می شود. اما معایبی نیز وجود دارد: از آنجایی که همه رایانه ها به یک نقطه مرکزی متصل هستند، مصرف کابل به طور قابل توجهی برای شبکه های بزرگ افزایش می یابد، هزینه شبکه (plus hub) بیشتر است، تعداد ماژول های پلاگین با تعداد هاب محدود می شود. پورت ها علاوه بر این، اگر یک جزء مرکزی از کار بیفتد، کل شبکه خاموش خواهد شد. اگر فقط یک کامپیوتر (یا کابلی که آن را به هاب متصل می کند) از کار بیفتد، تنها این کامپیوتر قادر به انتقال یا دریافت داده از طریق شبکه نخواهد بود. این خرابی بر سایر رایانه های موجود در شبکه تأثیری نخواهد گذاشت. با توپولوژی "حلقه"کامپیوترها به یک کابل بسته شده در یک حلقه متصل هستند. سیگنال ها در طول حلقه در یک جهت منتقل می شوند و از هر کامپیوتر عبور می کنند. برخلاف توپولوژی باس غیرفعال، هر کامپیوتر به عنوان یک تکرار کننده عمل می کند و سیگنال ها را تقویت می کند و آنها را به کامپیوتر بعدی منتقل می کند. بنابراین، اگر یک کامپیوتر از کار بیفتد، کل شبکه از کار می افتد. در نتیجه، جداسازی مشکلات دشوار است و تغییر پیکربندی نیاز به خاموش کردن کل شبکه دارد. تجهیزات شبکه های با توپولوژی حلقه گران تر است.

مزایا عبارتند از: پایداری شبکه در برابر بارهای اضافه (بدون برخورد، بدون گره مرکزی) و توانایی پوشش یک منطقه بزرگ. علاوه بر این، تعداد کاربران تأثیر زیادی بر عملکرد شبکه ندارد.

پیکربندی اتصالات فیزیکی توسط اتصالات الکتریکی بین رایانه ها تعیین می شود و ممکن است با پیکربندی اتصالات منطقی بین گره های شبکه متفاوت باشد. اتصالات منطقی مسیرهای انتقال داده بین گره های شبکه هستند.

توپولوژی های پیوند فیزیکی معمولی عبارتند از: توپولوژی های مش، مش، اتوبوس، حلقه و ستاره.

یک توپولوژی کاملاً متصل (شکل 1.10، a) مربوط به شبکه ای است که در آن هر کامپیوتر موجود در شبکه به همه رایانه های دیگر متصل است.

یک توپولوژی مش (مش) از یک شبکه کاملاً متصل با حذف برخی از اتصالات احتمالی به دست می آید (شکل 1.10، b). در شبکه‌ای با توپولوژی مش، فقط آن دسته از رایانه‌هایی که تبادل داده‌های فشرده بین آنها انجام می‌شود مستقیماً متصل می‌شوند و برای تبادل داده بین رایانه‌هایی که مستقیماً متصل نیستند، از انتقال انتقال از طریق گره‌های میانی استفاده می‌شود. توپولوژی مش امکان اتصال تعداد زیادی کامپیوتر را فراهم می کند و معمولاً مشخصه شبکه های جهانی است.

در شبکه‌هایی با پیکربندی حلقه (شکل 1.10، e)، داده‌ها در امتداد حلقه از یک رایانه به رایانه دیگر معمولاً در یک جهت منتقل می‌شوند. اگر کامپیوتر داده ها را به عنوان "مال خود" تشخیص دهد، آن را در بافر داخلی خود کپی می کند. در شبکه ای با توپولوژی حلقه ای لازم است اقدامات ویژه ای انجام شود تا در صورت خرابی یا قطع شدن هر ایستگاه، کانال ارتباطی بین ایستگاه های باقی مانده قطع نشود.

5. اصول نامگذاری و آدرس دهی در شبکه های کامپیوتری.

یکی از مشکلاتی که هنگام اتصال سه یا چند کامپیوتر باید به آن توجه کرد، مشکل رسیدگی به آنها است. چندین الزام را می توان در آدرس گره شبکه و طرح مقصد آن قرار داد.

آدرس باید به طور منحصربفرد یک کامپیوتر را در شبکه ای با هر اندازه ای شناسایی کند.

طرح تخصیص آدرس باید کار دستی مدیر و احتمال آدرس‌های تکراری را به حداقل برساند.

آدرس باید دارای ساختار سلسله مراتبی باشد که برای ساخت شبکه های بزرگ مناسب باشد. این مشکل با آدرس‌های پستی بین‌المللی به خوبی نشان داده می‌شود، که به سرویس پستی که تحویل نامه‌ها را بین کشورها سازماندهی می‌کند، اجازه می‌دهد فقط از نام کشور گیرنده استفاده کند و نام شهر خود را در نظر نگیرد، حتی کمتر از خیابان. که در شبکه های بزرگ، که از هزاران گره تشکیل شده است، فقدان سلسله مراتب آدرس می تواند منجر به سربارهای بزرگ شود - گره های انتهایی و تجهیزات ارتباطی باید با جداول آدرس متشکل از هزاران ورودی کار کنند.

آدرس باید برای کاربران شبکه مناسب باشد، به این معنی که باید یک نمایش نمادین، به عنوان مثال، سرورها یا www.cisco.com داشته باشد.

آدرس باید تا حد امکان فشرده باشد تا حافظه تجهیزات ارتباطی - آداپتورهای شبکه، روترها و غیره بارگیری نشود.

آدرس های سخت افزاری این آدرس ها برای یک شبکه با اندازه کوچک تا متوسط ​​در نظر گرفته شده اند، بنابراین ساختار سلسله مراتبی ندارند. یک نماینده معمولی این نوع آدرس، آدرس یک آداپتور شبکه محلی است. این آدرس معمولاً فقط توسط تجهیزات استفاده می شود، بنابراین سعی می کنند آن را تا حد امکان فشرده کنند و آن را به صورت یک مقدار باینری یا هگزادسیمال بنویسند، به عنوان مثال 0081005e24a8. هنگام تنظیم آدرس‌های سخت‌افزار، معمولاً نیازی به کار دستی نیست، زیرا آنها یا توسط سازنده در تجهیزات تعبیه می‌شوند یا هر بار که تجهیزات راه‌اندازی می‌شوند به‌طور خودکار تولید می‌شوند و منحصربه‌فرد بودن آدرس در شبکه توسط تجهیزات تضمین می‌شود.

آدرس ها یا نام های نمادین این آدرس ها برای به خاطر سپردن توسط افراد در نظر گرفته شده است و بنابراین معمولاً بار معنایی را حمل می کنند. استفاده از آدرس های نمادین در شبکه های کوچک و بزرگ آسان است.

آدرس های ترکیب عددی نام های نمادین برای انسان مناسب هستند، اما به دلیل فرمت متغیر و طول بالقوه زیاد، انتقال آنها از طریق شبکه چندان مقرون به صرفه نیست. بنابراین در بسیاری از موارد برای کار در شبکه های بزرگ از آدرس های ترکیبی عددی با فرمت های ثابت و فشرده به عنوان آدرس گره استفاده می شود. نمایندگان معمولی این نوع آدرس آدرس های IP و IPX هستند.

مشکل ایجاد مکاتبات بین آدرس‌های انواع مختلف، که توسط سرویس تفکیک نام به آن پرداخته می‌شود، می‌تواند با روش‌های کاملاً متمرکز یا توزیع شده حل شود. در مورد رویکرد متمرکز، یک کامپیوتر (سرور نام) در شبکه اختصاص داده می شود که جدولی از نحوه مطابقت نام های انواع مختلف با یکدیگر، به عنوان مثال، نام های نمادین و اعداد عددی را ذخیره می کند. همه رایانه های دیگر با سرور نام تماس می گیرند تا از نام نمادین برای یافتن شماره عددی رایانه ای که با آن نیاز به تبادل داده دارند استفاده کنند.

در یک رویکرد توزیع شده دیگر، هر کامپیوتر خود مشکل برقراری ارتباط بین نام ها را حل می کند. به عنوان مثال، اگر کاربر یک عدد عددی را برای گره مقصد مشخص کرده باشد، قبل از شروع انتقال داده، رایانه فرستنده پیامی را به تمام رایانه های موجود در شبکه می فرستد (این پیام را پیام پخش می نامند) و از آنها می خواهد که این نام عددی را شناسایی کنند. . همه رایانه ها با دریافت این پیام، شماره داده شده را با شماره خود مقایسه می کنند. رایانه ای که مطابقت دارد پاسخی حاوی آدرس سخت افزاری خود ارسال می کند و پس از آن امکان ارسال پیام از طریق شبکه محلی وجود دارد.

رویکرد توزیع شده خوب است زیرا شامل تخصیص نیست کامپیوتر مخصوص، که اغلب نیاز به تنظیم دستی جدول تطبیق نام دارد. نقطه ضعف رویکرد توزیع شده نیاز به پیام های پخش است - چنین پیام هایی شبکه را بیش از حد بار می کنند، زیرا آنها نیاز به پردازش اجباری توسط همه گره ها و نه فقط گره مقصد دارند. بنابراین، رویکرد توزیع شده تنها در شبکه های محلی کوچک استفاده می شود. در شبکه های بزرگ، توزیع پیام های پخش در تمام بخش های آن تقریباً غیرممکن می شود، بنابراین آنها با یک رویکرد متمرکز مشخص می شوند. شناخته شده ترین سرویس حل متمرکز نام، سیستم نام دامنه اینترنت (DNS) است.

6. رویکرد چند سطحی استانداردسازی در شبکه های کامپیوتری. مفاهیم "پروتکل"، "رابط"، "پشته پروتکل". ویژگی های پشته های پروتکل ارتباطی استاندارد.

همراه با عملیات خودمختارافزایش قابل توجهی در کارایی استفاده از رایانه ها با ترکیب آنها به دست می آید شبکه های کامپیوتر(شبکه).

شبکه کامپیوتری در معنای وسیع کلمه به هر مجموعه ای از کامپیوترها اطلاق می شود که از طریق کانال های ارتباطی برای انتقال داده ها به یکدیگر متصل می شوند.

چندین دلیل خوب برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر در یک شبکه وجود دارد. اول، اشتراک منابع به چندین رایانه یا دستگاه های دیگر اجازه می دهد تا دسترسی به یک دیسک واحد (سرور فایل)، درایو CD-ROM، درایو نوار، چاپگرها، پلاترها، اسکنرها و سایر تجهیزات را به اشتراک بگذارند که هزینه هر کاربر را کاهش می دهد.

ثانیا، علاوه بر اشتراک گذاری دستگاه های جانبی گران قیمت، می توان به طور مشابه از نسخه های شبکه نرم افزار کاربردی استفاده کرد. ثالثاً، شبکه های رایانه ای اشکال جدیدی از تعامل بین کاربران در یک تیم را فراهم می کنند، به عنوان مثال، هنگام کار بر روی یک پروژه مشترک.

چهارم، امکان استفاده از وسایل ارتباطی مشترک بین سیستم های کاربردی مختلف (خدمات ارتباطی، انتقال داده و ویدئو، گفتار و غیره) فراهم می شود. سازماندهی پردازش داده های توزیع شده از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در مورد ذخیره سازی متمرکز اطلاعات، فرآیندهای اطمینان از یکپارچگی آن و همچنین پشتیبان گیری به طور قابل توجهی ساده شده است.

2. نرم افزار و اجزای سخت افزاری اصلی شبکه

شبکه کامپیوتریمجموعه ای پیچیده از قطعات نرم افزاری و سخت افزاری به هم پیوسته و هماهنگ است.

مطالعه شبکه به عنوان یک کل مستلزم آگاهی از اصول عملیاتی عناصر فردی آن است:

کامپیوترها؛

تجهیزات ارتباطی؛

سیستم های عامل؛

برنامه های کاربردی شبکه

کل مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری شبکه را می توان با یک مدل چند لایه توصیف کرد. در قلب هر شبکه یک لایه سخت افزاری از پلتفرم های استاندارد کامپیوتری قرار دارد، یعنی. سیستم کاربر نهایی شبکه که می تواند یک کامپیوتر یا یک دستگاه پایانه (هر ورودی/خروجی یا دستگاه نمایش اطلاعات) باشد. گاهی اوقات کامپیوترهای روی گره های شبکه را ماشین های میزبان یا به سادگی میزبان می نامند.

در حال حاضر، کامپیوترهای کلاس های مختلف به طور گسترده و با موفقیت در شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند - از رایانه های شخصی گرفته تا رایانه های بزرگ و ابر رایانه ها. مجموعه کامپیوترهای موجود در شبکه باید با انواع وظایف حل شده توسط شبکه مطابقت داشته باشد.

لایه دوم تجهیزات ارتباطی است. اگرچه رایانه‌ها در پردازش داده‌ها در شبکه‌ها نقش محوری دارند، دستگاه‌های ارتباطی اخیراً نقشی به همان اندازه مهم بازی می‌کنند.

سیستم‌های کابل‌کشی، تکرارکننده‌ها، پل‌ها، سوئیچ‌ها، روترها و هاب‌های مدولار از اجزای جانبی شبکه به اجزای ضروری تبدیل شده‌اند، همراه با رایانه‌ها و نرم‌افزارهای سیستم، هم در تأثیرشان بر عملکرد شبکه و هم هزینه. امروزه یک دستگاه ارتباطی ممکن است یک چند پردازنده پیچیده و تخصصی باشد که باید پیکربندی، بهینه سازی و مدیریت شود.

لایه سومی که بستر نرم افزار شبکه را تشکیل می دهد، سیستم عامل ها (OS) است. کارایی کل شبکه بستگی به این دارد که کدام مفاهیم برای مدیریت منابع محلی و توزیع شده اساس سیستم عامل شبکه را تشکیل می دهند.

هنگام طراحی یک شبکه، مهم است که در نظر بگیرید که یک سیستم عامل معین چقدر می تواند با سایر سیستم عامل های موجود در شبکه تعامل داشته باشد، چقدر برای داده ها ایمن و ایمن است، تا چه حد می تواند تعداد کاربران را افزایش دهد، آیا می تواند به نوع دیگری از رایانه منتقل شود، و بسیاری ملاحظات دیگر.

بالاترین لایه ابزارهای شبکه، برنامه های مختلف شبکه هستند، مانند پایگاه های داده شبکه، سیستم های پست الکترونیکی، ابزارهای آرشیو داده ها، سیستم های اتوماسیون کار تیمی و غیره.

درک طیف وسیعی از قابلیت هایی که برنامه ها برای برنامه های مختلف ارائه می دهند و میزان سازگاری آنها با سایر برنامه های کاربردی شبکه و سیستم عامل ها بسیار مهم است.

حتی در نتیجه یک بررسی نسبتاً سطحی شبکه، مشخص می شود که یک شبکه کامپیوتری مجموعه پیچیده ای از اجزای نرم افزاری و سخت افزاری به هم پیوسته و هماهنگ است. مطالعه شبکه به عنوان یک کل مستلزم آگاهی از اصول عملیاتی عناصر فردی آن است:

کامپیوتر؛

تجهیزات ارتباطی؛

سیستم های عامل؛

برنامه های کاربردی شبکه

کل مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری شبکه را می توان با یک مدل چند لایه توصیف کرد. در قلب هر شبکه یک لایه سخت افزاری از پلتفرم های استاندارد کامپیوتری قرار دارد. در حال حاضر رایانه ها به طور گسترده و با موفقیت در شبکه ها استفاده می شوند. کلاس های مختلف- از رایانه های شخصی گرفته تا رایانه های بزرگ و ابر رایانه ها. مجموعه کامپیوترهای موجود در شبکه باید با انواع وظایف حل شده توسط شبکه مطابقت داشته باشد.

لایه دوم تجهیزات ارتباطی است. اگرچه رایانه‌ها در پردازش داده‌ها در شبکه‌ها نقش محوری دارند، دستگاه‌های ارتباطی اخیراً نقشی به همان اندازه مهم بازی می‌کنند. سیستم‌های کابل‌کشی، تکرارکننده‌ها، پل‌ها، سوئیچ‌ها، روترها و هاب‌های مدولار از اجزای جانبی شبکه به اجزای ضروری تبدیل شده‌اند، همراه با رایانه‌ها و نرم‌افزارهای سیستم، هم در تأثیرشان بر عملکرد شبکه و هم هزینه. امروزه یک دستگاه ارتباطی ممکن است یک چند پردازنده پیچیده و تخصصی باشد که باید پیکربندی، بهینه سازی و مدیریت شود. یادگیری نحوه عملکرد تجهیزات ارتباطی مستلزم آشنایی با تعداد زیادی از پروتکل های مورد استفاده در شبکه های محلی و گسترده است.

لایه سومی که بستر نرم افزار شبکه را تشکیل می دهد، سیستم عامل ها (OS) است. کارایی کل شبکه بستگی به این دارد که کدام مفاهیم برای مدیریت منابع محلی و توزیع شده اساس سیستم عامل شبکه را تشکیل می دهند. هنگام طراحی یک شبکه، مهم است که در نظر بگیرید که یک سیستم عامل معین چقدر می تواند با سایر سیستم عامل های موجود در شبکه تعامل داشته باشد، چقدر برای داده ها ایمن و ایمن است، تا چه حد می تواند تعداد کاربران را افزایش دهد، آیا می تواند به نوع دیگری از رایانه منتقل شود، و بسیاری ملاحظات دیگر.

بالاترین لایه ابزارهای شبکه، برنامه های مختلف شبکه هستند، مانند پایگاه های داده شبکه، سیستم های پستی، ابزارهای آرشیو داده ها، سیستم های اتوماسیون همکاری و غیره. درک طیف وسیعی از قابلیت های ارائه شده توسط برنامه های کاربردی برای حوزه های کاربردی مختلف و همچنین بسیار مهم است. تا بدانند چقدر با سایر برنامه های کاربردی شبکه و سیستم عامل ها سازگار هستند.

ساده ترین حالت تعامل بین دو کامپیوتر

در ساده ترین حالت، تعامل رایانه ها را می توان با استفاده از همان ابزارهایی که برای تعامل رایانه با تجهیزات جانبی استفاده می شود، به عنوان مثال، از طریق رابط سریال RS-232C، تحقق بخشید. برخلاف تعامل کامپیوتر با دستگاه ثانوی، هنگامی که یک برنامه کار می کند، به عنوان یک قاعده، فقط در یک طرف - در سمت کامپیوتر، در این مورد یک تعامل بین دو برنامه در حال اجرا در هر کامپیوتر وجود دارد.

برنامه ای که روی یک رایانه اجرا می شود نمی تواند به منابع رایانه دیگری - دیسک ها، فایل ها، چاپگر آن دسترسی مستقیم پیدا کند. او فقط می تواند از برنامه در حال اجرا بر روی رایانه ای که این منابع به آن تعلق دارد، "پرسش کند". این "درخواست ها" به این صورت بیان می شوند پیام هااز طریق کانال های ارتباطی بین رایانه ها منتقل می شود. پیام‌ها نه تنها می‌توانند شامل دستوراتی برای انجام اقدامات خاص، بلکه داده‌های اطلاعات واقعی (مثلاً محتوای یک فایل) باشند.

زمانی را در نظر بگیرید که کاربر با آن کار می کند ویرایشگر متندر رایانه شخصی A، باید بخشی از یک فایل واقع در دیسک رایانه شخصی B را بخوانید (شکل 4). بیایید فرض کنیم که ما این رایانه ها را از طریق یک کابل ارتباطی از طریق درگاه های COM متصل کرده ایم، که همانطور که مشخص است، رابط RS-232C را پیاده سازی می کند (به چنین اتصالی اغلب مودم تهی گفته می شود). برای اطمینان، اجازه دهید کامپیوترها MS-DOS را اجرا کنند، اگرچه این در این مورد اهمیت اساسی ندارد.

برنج. 4.تعامل بین دو کامپیوتر

درایور پورت COM همراه با کنترلر پورت COM تقریباً به همان روشی کار می کند که در مورد تعامل بین واحد کنترل و رایانه ای که در بالا توضیح داده شد. اما در این حالت نقش دستگاه کنترل PU توسط کنترلر و درایور پورت COM کامپیوتر دیگری انجام می شود. آنها با هم انتقال یک بایت اطلاعات را از طریق کابل بین رایانه ها تضمین می کنند. (در شبکه های محلی "واقعی"، عملکردهای مشابه انتقال داده به خط ارتباطی توسط آداپتورهای شبکه و درایورهای آنها انجام می شود.)

درایور کامپیوتر B به صورت دوره‌ای علامت تکمیل دریافت را که توسط کنترلر تنظیم شده است، زمانی که داده‌ها به درستی منتقل می‌شوند، نظرسنجی می‌کند، و هنگامی که ظاهر می‌شود، بایت دریافتی را از بافر کنترل‌کننده در RAM می‌خواند و در نتیجه آن را در اختیار برنامه‌های کامپیوتر B قرار می‌دهد. در برخی موارد، درایور به صورت ناهمزمان با وقفه های کنترلر فراخوانی می شود.

بنابراین، برنامه های کامپیوترهای A و B دارای ابزاری برای انتقال یک بایت اطلاعات هستند. اما وظیفه در نظر گرفته شده در مثال ما بسیار پیچیده تر است، زیرا لازم است نه یک بایت، بلکه بخش خاصی از یک فایل داده شده را منتقل کنید. تمام مشکلات اضافی مرتبط با این باید توسط برنامه های سطح بالاتر نسبت به درایورهای پورت COM حل شود. برای قطعیت، چنین برنامه هایی از رایانه های A و B را به ترتیب برنامه A و برنامه B می نامیم. بنابراین، برنامه A باید یک پیام درخواست برای برنامه B ایجاد کند. درخواست باید نام فایل، نوع عملیات (در این مورد، خواندن)، افست و اندازه ناحیه فایل حاوی داده های مورد نیاز را مشخص کند.

برای انتقال این پیام به رایانه B، برنامه A با درایور پورت COM تماس می گیرد و آدرس را در RAM به آن می گوید، جایی که راننده پیام را پیدا می کند و سپس آن را بایت به بایت به برنامه B ارسال می کند. برنامه B پس از دریافت درخواست، آن را اجرا می کند. ، یعنی آن را با استفاده از ابزارهای سیستم عامل محلی، منطقه مورد نیاز فایل را از دیسک به منطقه بافر آن می خواند. حافظه دسترسی تصادفیو سپس با استفاده از درایور پورت COM، داده های خوانده شده را از طریق یک کانال ارتباطی به کامپیوتر A ارسال می کند و در آنجا به برنامه A می رسد.

توابع توصیف شده برنامه A می تواند توسط خود برنامه ویرایشگر متن انجام شود، اما گنجاندن این توابع در هر برنامه کاربردی - ویرایشگرهای متن، ویرایشگرهای گرافیکی، سیستم های مدیریت پایگاه داده و سایر برنامه هایی که نیاز به دسترسی به فایل ها دارند، چندان منطقی نیست. ایجاد یک ماژول نرم افزاری ویژه که عملکردهای تولید پیام های درخواست و دریافت نتایج را برای همه برنامه های رایانه ای انجام می دهد بسیار سودآورتر است. همانطور که قبلا ذکر شد، چنین ماژول خدماتی مشتری نامیده می شود. در سمت رایانه B، ماژول دیگری باید کار کند - سروری که دائماً منتظر درخواست دسترسی از راه دور به پرونده های واقع در دیسک این رایانه است. سرور با دریافت درخواست از شبکه، تماس می گیرد فایل محلیو اقدامات مشخص شده را با آن، احتمالاً با مشارکت سیستم عامل محلی، انجام می دهد.

سرویس گیرنده نرم افزار و سرور عملکردهای سیستمی را برای سرویس دهی درخواست های برنامه های کاربردی در رایانه A برای دسترسی از راه دور به فایل ها در رایانه B انجام می دهند. برای اینکه برنامه های کاربردی در رایانه B بتوانند از فایل ها در رایانه A استفاده کنند، طرح توصیف شده باید به طور متقارن تکمیل شود. یک کلاینت برای کامپیوتر B و یک سرور برای کامپیوتر A.

نمودار تعامل کلاینت و سرور با برنامه ها و سیستم عامل در شکل 1 نشان داده شده است. 5. علیرغم این واقعیت که ما یک طرح ارتباطی سخت افزاری بسیار ساده برای رایانه ها در نظر گرفته ایم، عملکرد برنامه هایی که دسترسی به فایل های راه دور را فراهم می کنند بسیار شبیه به عملکرد ماژول های یک سیستم عامل شبکه است که در شبکه ای با اتصالات سخت افزاری پیچیده تر کار می کند. از کامپیوترها

برنج. 5.تعامل اجزای نرم افزار هنگام اتصال دو کامپیوتر

بسیار راحت و عملکرد مفیدبرنامه مشتری توانایی تشخیص درخواست به است فایل از راه دوراز یک درخواست به یک فایل محلی اگر برنامه کلاینت بتواند این کار را انجام دهد، برنامه های کاربردی لازم نیست به اینکه با کدام فایل کار می کنند (محلی یا راه دور) اهمیتی نمی دهند، خود برنامه کلاینت تشخیص می دهد و تغییر مسیر می دهددرخواست به دستگاه از راه دور از این رو این نام اغلب برای بخش مشتری سیستم عامل شبکه استفاده می شود - تغییر مسیر. گاهی اوقات توابع شناسایی به یک ماژول نرم افزار جداگانه جدا می شوند، در این مورد، کل بخش مشتری یک redirector نامیده می شود، بلکه فقط این ماژول است.