Úvod

V ére rýchleho rozvoja technológií sa problémy informačnej bezpečnosti vyskytujú najakútnejšie. Používanie systémov automatizovaného spracovania a správy informácií zvýšilo ochranu informácií pred neoprávneným prístupom. Hlavné problémy informačnej bezpečnosti v počítačové systémy ah vznikajú v dôsledku skutočnosti, že informácie nie sú striktne spojené s dopravcom. Dá sa ľahko a rýchlo kopírovať a prenášať cez komunikačné kanály. Informačný systém vystavené vonkajším aj vnútorným hrozbám zo strany porušovateľov.

Hlavné problémy informačnej bezpečnosti pri práci v počítačových sieťach možno rozdeliť do troch typov:

· zachytenie informácií (porušenie dôvernosti informácií),

· úprava informácií (skreslenie pôvodnej správy alebo nahradenie inými informáciami),

V súčasnosti je ochrana počítačových systémov pred neoprávneným prístupom charakterizovaná rastúcou úlohou softvéru a kryptografických mechanizmov v porovnaní s hardvérovými. Nové problémy v oblasti informačnej bezpečnosti si už vyžadujú používanie protokolov a mechanizmov s pomerne vysokou výpočtovou náročnosťou. Jedným z riešení týchto problémov je vytvorenie virtuálnych privátnych sietí (VPN).

ANALÝZA LOKÁLNEJ POČÍTAČOVEJ SIETE

Štruktúra a charakteristiky nechránenej siete

Obrázok 1.1 Nechránený automatizovaný systém

Základné informácie o nechránenom automatizovanom systéme:

· Adresy v miestnych sieťach sú súkromné.

· Na vstupoch do lokálnych sietí sú počítače PROXY s reálnymi adresami.

· Môže existovať ľubovoľný počet miestnych sietí.

Požiadavky na nechránenú ochranu automatizovaný systém:

· Vyžaduje sa ochrana výmeny informácií pri prechode cez otvorený internet.

· Zabezpečený tunel musí byť transparentný pre používateľov, ktorí pristupujú k zdrojom vzdialenej siete LAN.

· Vyžaduje sa, aby používatelia lokálnej siete nemali prístup k otvoreným internetovým zdrojom, s výnimkou zdrojov iných lokálnych sietí definovaných správcom, s ktorými je organizovaná bezpečná interakcia a prípadne zdrojov mobilných používateľov.

· Je potrebné eliminovať potrebu inštalácie softvéru ViPNet [Coordinator] na brány LAN.

LAN hrozby a zraniteľnosti

Distribuované ukladanie súborov.

Distribuované ukladanie súborov poskytuje používateľom transparentný prístup k častiam disková pamäť vzdialený server. Distribuované ukladanie súborov poskytuje funkcie, ako je vzdialená správa súborov a vzdialená tlač. Vzdialené zdieľanie súborov umožňuje používateľom pristupovať, čítať a ukladať súbory. Všeobecne, práca na diaľku zdieľanie súborov sa dosiahne tým, že sa používateľom umožní pripojiť sa k časti vzdialeného diskového úložného zariadenia (súborového servera), ako keby bolo zariadenie pripojené priamo. Toto virtuálny disk používa, ako keby to bol disk lokálnej pracovnej stanice. Vzdialená tlač umožňuje užívateľovi tlačiť na ľubovoľnej tlačiarni pripojenej k akémukoľvek LAN komponentu. Vzdialená tlač rieši pre používateľov dva problémy: organizáciu tlače na pozadí počas spracovania údajov a zdieľanie drahých tlačiarní. Tlačové servery LAN môžu prijať celý súbor ihneď po požiadavke na tlač, čo používateľom umožňuje pokračovať v práci na svojich pracovných staniciach namiesto čakania na dokončenie tlačovej úlohy. Mnoho používateľov používajúcich rovnakú tlačiareň bude schopných ospravedlniť nákup rýchlej a kvalitnej tlačiarne.

Problémy s distribuovaným ukladaním súborov.

Súborové servery môžu riadiť prístup používateľov k rôznym častiam súborového systému. Zvyčajne sa to robí tak, že sa používateľovi umožní pripojiť nejaký súborový systém (alebo adresár) k pracovnej stanici používateľa na neskoršie použitie ako lokálny disk. To predstavuje dva potenciálne problémy. Po prvé, server môže poskytovať zabezpečenie prístupu iba na úrovni adresára, takže ak má používateľ povolený prístup k adresáru, má prístup ku všetkým súborom v tomto adresári. Aby ste minimalizovali riziko v tejto situácii, je dôležité štrukturovať a spravovať svoje systém súborov LAN. Ďalším problémom sú nedostatočné lokálne ochranné mechanizmy pracovných staníc. Napríklad, Osobný počítač(PC) môže poskytovať minimálne alebo žiadne zabezpečenie informácií, ktoré sú na ňom uložené. Keď používateľ skopíruje súbory zo servera na lokálny disk osobného počítača, súbor už nie je chránený bezpečnostnými opatreniami, ktoré ho chránili, keď bol uložený na serveri. Pre niektoré typy informácií to môže byť prijateľné. Iné typy informácií však môžu vyžadovať silnejšiu ochranu. Tieto požiadavky sa zameriavajú na potrebu kontroly prostredia PC.

Výpočet na diaľku.

Vzdialený výpočtový systém sa vzťahuje na spustenie aplikácie alebo aplikácií na vzdialených komponentoch. Vzdialený výpočtový systém umožňuje používateľom: vzdialené pripojenie k iným komponentom LAN; vzdialene spustiť aplikáciu umiestnenú na inom komponente alebo vzdialene spustiť aplikáciu na jednom alebo viacerých komponentoch, pričom sa používateľovi bude zdať, že sú spustené lokálne.

Vzdialené pripojenie umožňuje používateľom vytvoriť reláciu so vzdialeným počítačom (napríklad s počítačom s viacerými používateľmi), ako keby bol používateľ priamo pripojený k vzdialenému počítaču. Schopnosť spúšťať aplikácie na jednom alebo viacerých komponentoch umožňuje užívateľovi využiť plný výpočtový výkon LAN v SPS.

Problémy so vzdialenými počítačmi.

Vzdialené výpočty musia byť riadené tak, aby k vzdialeným komponentom a aplikáciám mali prístup iba oprávnení používatelia. Servery musia byť schopné autentifikovať vzdialených používateľov požadujúcich služby alebo aplikácie. Tieto požiadavky môžu zadávať aj lokálne a vzdialené servery na vzájomnú autentifikáciu. Zlyhanie pri autentifikácii môže mať za následok prístup neoprávnených používateľov vzdialené servery a aplikácie. Musia existovať určité záruky týkajúce sa integrity aplikácií používaných mnohými používateľmi cez LAN.

Výmena správ.

Aplikácie na odosielanie správ sú prepojené s funkciami e-mailu a telekonferencií. Elektronická pošta je jednou z najdôležitejších funkcií dostupných prostredníctvom počítačových systémov a sietí. Poštové servery správať sa ako miestni pošty, ktorý používateľom umožňuje odosielať a prijímať správy cez LAN. Funkcie telekonferencií umožňujú užívateľom aktívnu vzájomnú interakciu, podobne ako telefón.

Problémy topológií a protokolov.

Topológie a protokoly, ktoré sa dnes používajú, vyžadujú, aby správy boli pri prenose do požadovaného cieľa prístupné veľkému počtu uzlov. Je to oveľa lacnejšie a jednoduchšie ako mať priamu fyzickú cestu medzi každým párom strojov. Vo veľkých sieťach LAN nie sú priame pripojenia možné. Možné hrozby z toho vyplývajúce zahŕňajú aktívne aj pasívne odpočúvanie správ prenášaných na linke. Pasívne odpočúvanie zahŕňa nielen čítanie informácií, ale aj analýzu prevádzky (použitie adries, iných údajov hlavičky, dĺžky správy a frekvencie správ). Aktívne zachytenie zahŕňa zmenu toku správ (vrátane úpravy, oneskorenia, duplikácie, vymazania alebo neoprávneného použitia poverení).

Problémy so službou správ a iné problémy.

Služby zasielania správ zvyšujú riziko pre informácie uložené na serveri alebo prenášané medzi zdrojom a odosielateľom. Nedostatočne chránené Email môžu byť ľahko zachytené, zmenené alebo preposlané, čo má vplyv na dôvernosť aj integritu správy.

Medzi ďalšie problémy so zabezpečením siete LAN patria:

· neadekvátna správa LAN a bezpečnostná politika;

· nedostatok školení v špecifikách používania LAN a bezpečnosti;

· nedostatočné ochranné mechanizmy pre pracovné stanice a nedostatočná ochrana počas prenosu informácií.

Slabé bezpečnostné politiky tiež zvyšujú riziko spojené s LAN. Mala by existovať formálna bezpečnostná politika, ktorá definuje pravidlá používania LAN na preukázanie manažérskeho postoja organizácie k dôležitosti ochrany jej aktív. Bezpečnostná politika je stručné vyjadrenie postoja vrcholového manažmentu k informačným aktívam, zodpovednosti za ich ochranu a organizačných povinností. Mala by existovať silná bezpečnostná politika LAN, ktorá by poskytovala poradenstvo a podporu od vrcholového manažmentu organizácie. Politika by mala definovať úlohu, ktorú má každý zamestnanec pri zabezpečovaní primeranej ochrany siete LAN a informácií na nej prenášaných.

Používanie PC v prostredí LAN tiež predstavuje riziko pre LAN. Vo všeobecnosti PC nemajú prakticky žiadne bezpečnostné opatrenia týkajúce sa autentifikácie používateľov, riadenia prístupu k súborom, auditovania aktivity používateľov atď. Vo väčšine prípadov ochrana poskytovaná informáciám, ktoré sú uložené a spracované na serveri LAN, nesprevádza informácie, keď sú odoslané do PC.

Bezpečnostná politika SPS LAN by mala zdôrazňovať dôležitosť správy a podpory LAN. Správa LAN musí mať potrebné finančné zdroječas a zdroje. Zlá správa siete môže viesť k zlyhaniam zabezpečenia. To môže mať za následok nasledovné problémy: slabá bezpečnostná konfigurácia, neopatrná implementácia bezpečnostných opatrení alebo dokonca nepoužívanie potrebných bezpečnostných mechanizmov.

Riziko zvyšuje aj nedostatočná informovanosť používateľov o bezpečnosti LAN. Používatelia, ktorí nie sú oboznámení s bezpečnostnými mechanizmami, bezpečnostnými opatreniami atď. môžu ich používať nesprávne a možno menej bezpečne. Zodpovednosť za implementáciu bezpečnostných mechanizmov a opatrení, ako aj dodržiavanie pravidiel používania PC v prostredí LAN vo všeobecnosti nesie používateľ PC. Používatelia by mali dostať príslušné pokyny a odporúčania potrebné na udržanie prijateľnej úrovne bezpečnosti v prostredí LAN.

Kvalitu prevádzky siete charakterizujú tieto vlastnosti: výkon, spoľahlivosť, kompatibilita, spravovateľnosť, bezpečnosť, rozšíriteľnosť a škálovateľnosť.

Existujú dva hlavné prístupy k zabezpečeniu kvality siete. Prvým je, že sieť garantuje užívateľovi súlad s určitou číselnou hodnotou ukazovateľa kvality služby. Napríklad siete frame relay a ATM môžu používateľovi zaručiť danú úroveň priepustnosti. Pri druhom prístupe (najlepšie úsilie) sa sieť snaží slúžiť užívateľovi čo najefektívnejšie, no nič negarantuje.

Medzi hlavné charakteristiky výkonu siete patria: čas odozvy, ktorý je definovaný ako čas medzi výskytom požiadavky na sieťovú službu a prijatím odpovede na ňu; priepustnosť, ktorá odráža množstvo dát prenesených sieťou za jednotku času, a oneskorenie prenosu, ktoré sa rovná intervalu medzi okamihom, keď paket príde na vstup akéhokoľvek sieťové zariadenie a moment jeho výskytu na výstupe tohto zariadenia.

Na posúdenie spoľahlivosti sietí sa používajú rôzne vlastnosti, vrátane: faktora dostupnosti, čo znamená podiel času, počas ktorého je možné systém používať; bezpečnosť, to znamená schopnosť systému chrániť údaje pred neoprávneným prístupom; odolnosť voči poruchám - schopnosť systému fungovať v podmienkach zlyhania niektorých jeho prvkov.

Rozšíriteľnosť znamená možnosť pomerne jednoducho pridávať jednotlivé sieťové prvky (používateľov, počítače, aplikácie, služby), zväčšovať dĺžku segmentov siete a nahradiť existujúce zariadenia výkonnejšími.

Škálovateľnosť znamená, že sieť umožňuje zvýšiť počet uzlov a dĺžku pripojení vo veľmi širokom rozsahu, pričom výkon siete sa nezhorší.

Transparentnosť - schopnosť siete skryť detaily svojej vnútornej štruktúry pred používateľom, čím sa zjednoduší jeho práca v sieti.

Spravovateľnosť siete znamená schopnosť centrálne monitorovať stav hlavných prvkov siete, identifikovať a riešiť problémy, ktoré vznikajú počas prevádzky siete, vykonávať analýzu výkonnosti a plánovať rozvoj siete.

Kompatibilita znamená, že sieť je schopná začleniť širokú škálu softvéru a hardvéru.

Topológia– konfigurácia fyzické spojenia medzi sieťovými uzlami. Charakteristiky siete závisia od typu nainštalovanej topológie. Výber konkrétnej topológie ovplyvňuje najmä:

O zložení potrebného sieťové vybavenie;

Možnosti sieťového vybavenia;

Možnosť rozšírenia siete;

Metóda správy siete.

Pojem „topológia CN“ môže znamenať fyzickú topológiu (konfigurácia fyzických spojení) alebo logickú topológiu – trasy prenosu signálu medzi uzlami siete. Fyzické a logické topológie CS môžu byť rovnaké alebo rôzne. Lokálne siete sú postavené na troch základných topológiách známych ako:

· spoločný autobus (autobus);

hviezda

Aby sa sieť úspešne vyrovnala s úlohou, musí spĺňať požiadavky na výkon, spoľahlivosť atď.

Výkon siete určuje množstvo prenesených dát a čas potrebný na ich prenos. Na vyhodnotenie výkonu sa používajú číselné charakteristiky – doba odozvy siete, priemerná priepustnosť, maximálna možná priepustnosť, oneskorenie prenosu.

Spoľahlivosť znamená pravdepodobnosť, že sieť plní svoje funkcie. Spoľahlivosť technických zariadení je zvyčajne charakterizovaná časom medzi poruchami a faktorom dostupnosti (percento času, počas ktorého je možné systém používať). Spoľahlivosť zložitých systémov sa vyznačuje aj pravdepodobnosťou doručenia správy príjemcovi.

Bezpečnosť znamená nemožnosť neoprávneného prístupu k údajom a zabezpečenie spoľahlivosti a odolnosti voči úmyselným deštruktívnym činnostiam.

Rozšíriteľnosť– schopnosť pomerne jednoducho pridávať nové sieťové prvky.

Škálovateľnosť– schopnosť výrazne zväčšiť veľkosť siete, a to aj zvýšením počtu segmentov.

Transparentnosť– možnosť využívať sieťové zdroje rovnakým spôsobom, bez ohľadu na ich skutočné umiestnenie – zapnuté lokálny počítač alebo online. V tomto prípade sa zdá, že používateľ sieť „nevšimne“ a pracuje priamo so zdrojmi.

Podporuje rôzne druhy dopravy– schopnosť kombinovať funkcie rôznych sietí, napríklad televízia, telefón, počítač.

Ovládateľnosť– schopnosť centrálne zisťovať a odstraňovať problémy, rozdeľovať zdroje a právomoci medzi používateľov.

Kompatibilita– schopnosť interakcie s rôznymi zariadeniami a softvérom.

Na základe územných charakteristík sa siete delia na miestne, regionálne a globálne.

Regionálne siete pokrývajú mesto, okres, kraj, malú republiku. Niekedy sú zvýraznené podnikové siete tam, kde je dôležité chrániť informácie pred neoprávneným prístupom (napríklad sieť ministerstva obrany, bankové siete atď.). Firemná sieť môže spájať tisíce a desaťtisíce počítačov umiestnených v rôznych krajinách a mestách (príkladom je sieť Microsoft Corporation).

Lokálne siete (LAN). Hlavným účelom každej počítačovej siete je poskytovať informácie a výpočtové zdroje používateľom, ktorí sú k nej pripojení.

Z tohto hľadiska možno LAN považovať za súbor serverov a pracovných staníc.

Server– počítač pripojený k sieti a poskytujúci svojim používateľom určité služby.

Servery môžu vykonávať ukladanie údajov, správu databáz, vzdialené spracovanie úloh, tlač úloh a množstvo ďalších funkcií, ktoré môžu používatelia v sieti potrebovať. Server– zdroj sieťových zdrojov.

Pracovná stanica – osobný počítač pripojený k sieti, prostredníctvom ktorej používateľ získava prístup k svojim zdrojom.

Sieťová pracovná stanica pracuje v sieťovom aj lokálnom režime. Je vybavený vlastným OS a poskytuje užívateľovi všetky potrebné nástroje na riešenie aplikovaných problémov.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať jednému z typov serverov - súborový server.

Ukladá údaje používateľov siete a poskytuje im prístup k týmto údajom. Toto je počítač s veľká kapacita OP, pevné disky veľká kapacita a prídavné magnetické páskové mechaniky (streamery).

Funguje pod špeciálnym operačným systémom, ktorý používateľom siete poskytuje súčasný prístup k údajom na ňom umiestneným.

Súborový server vykonáva nasledujúce funkcie: ukladanie údajov, archivácia údajov, prenos údajov.

Pri mnohých úlohách použitie jedného súborového servera nestačí. Potom môže byť do siete zahrnutých niekoľko serverov.

Počítačové siete implementujú distribuované spracovanie dát. Spracovanie údajov je v tomto prípade rozdelené medzi dva objekty: klient a server.

Zákazník– používateľ úlohy, pracovnej stanice alebo počítačovej siete.

Počas spracovania údajov môže klient vytvoriť požiadavku na server na vykonanie zložitých procedúr, čítanie súboru, vyhľadávanie informácií v databáze atď.

Server splní požiadavku prijatú od klienta. Výsledky požiadavky sa prenášajú klientovi. Server poskytuje ukladanie dát bežné používanie, organizuje prístup k týmto údajom a prenáša údaje klientovi.

Klient spracuje prijaté údaje a výsledky spracovania prezentuje vo forme vhodnej pre užívateľa. V zásade je možné spracovanie údajov vykonávať aj na serveri. Pre podobné systémy akceptované podmienky – systémy Klientsky server alebo architektúra Klientsky server.

Architektúra Klientsky server môže byť použitý v peer-to-peer LAN aj v sieti s dedikovaným serverom.

Peer-to-peer sieť– neexistuje jediné centrum na riadenie interakcie pracovných staníc a neexistuje jediné zariadenie na ukladanie údajov. Používateľ siete má prístup ku všetkým zariadeniam pripojeným k iným staniciam (disky, tlačiarne).

Výhody- nízke náklady a vysoká spoľahlivosť.

Nedostatky– závislosť efektívnosti siete od počtu staníc; zložitosť správy siete; ťažkosti so zabezpečením informačnej bezpečnosti; ťažkosti s aktualizáciou a zmenou softvér staníc.

Dedikovaná sieť serverov– v sieti jeden z počítačov vykonáva funkcie ukladania údajov určených na použitie všetkými pracovnými stanicami, riadi interakciu medzi pracovnými stanicami a množstvo servisných funkcií.

Takýto počítač sa nazýva sieťový server. Je na ňom nainštalovaný sieťový OS a sú k nemu pripojené všetky zdieľané zariadenia. externých zariadení – pevné disky, tlačiarne, modemy.

Výhody – spoľahlivý systém ochrana informácií; vysoký výkon; žiadne obmedzenia počtu pracovných staníc; jednoduchosť správy v porovnaní so sieťami typu peer-to-peer.

Nedostatky– vysoké náklady v dôsledku pridelenia jedného počítača pre server; závislosť rýchlosti a spoľahlivosti siete od servera; menšia flexibilita v porovnaní so sieťou typu peer-to-peer.

Súvisiace informácie.

Topológia počítačové siete

Jeden z najdôležitejších rozdielov medzi odlišné typy siete je ich topológia.

Pod topológie zvyčajne chápu relatívnu polohu sieťových uzlov voči sebe navzájom. V tomto prípade sieťové uzly zahŕňajú počítače, rozbočovače, prepínače, smerovače, prístupové body atď.

Topológia je konfigurácia fyzických spojení medzi sieťovými uzlami. Charakteristiky siete závisia od typu nainštalovanej topológie. Výber konkrétnej topológie ovplyvňuje najmä:

• o zložení potrebného sieťového vybavenia;
• o schopnostiach sieťových zariadení;
• o možnosti rozšírenia siete;
• na spôsobe správy siete.

Rozlišujú sa tieto hlavné typy topológií: topológia štítu, prsteňa, hviezdy, siete A mriežka. Zvyšok sú kombinácie základných topológií a nazývajú sa zmiešané alebo hybridné.

Pneumatika. Siete so zbernicovou topológiou využívajú na prenos dát lineárny monokanál (koaxiálny kábel), na koncoch ktorého sú nainštalované špeciálne zástrčky - terminátory. Sú potrebné na to, aby

Ryža. 6.1.

na zhasnutie signálu po prejazde autobusom. Medzi nevýhody topológie zbernice patria:

• dáta prenášané káblom sú dostupné všetkým pripojeným počítačom;
• Ak zbernica zlyhá, celá sieť prestane fungovať.

Prsteň je topológia, v ktorej je každý počítač pripojený komunikačnými linkami k dvom ďalším: z jedného prijíma informácie a do druhého ich prenáša a zahŕňa nasledujúci mechanizmus prenosu údajov: údaje sa prenášajú postupne z jedného počítača do druhého, kým nedosiahnu počítač príjemcu. Nevýhody kruhovej topológie sú rovnaké ako nevýhody topológie zbernice:

• verejná dostupnosť údajov;
• nestabilita voči poškodeniu káblového systému.

Hviezda- toto je jediná sieťová topológia s jasne určeným centrom, nazývaným sieťový rozbočovač alebo „hub“, ku ktorému sú pripojení všetci ostatní účastníci. Funkčnosť siete závisí od stavu tohto rozbočovača. V hviezdicovej topológii neexistujú žiadne priame spojenia medzi dvoma počítačmi v sieti. Vďaka tomu je možné vyriešiť problém s dostupnosťou verejných dát a tiež zvýšiť odolnosť voči poškodeniu káblového systému.

Ryža. 6.2.

Ryža. 6.3. Topológia hviezdy

je topológia počítačovej siete, v ktorej je každá sieťová pracovná stanica pripojená k niekoľkým pracovným staniciam v tej istej sieti. Vyznačuje sa vysokou odolnosťou voči poruchám, zložitosťou konfigurácie a nadmernou spotrebou káblov. Každý počítač má veľa možné spôsoby spojenia s inými počítačmi. Poškodený kábel nebude mať za následok stratu spojenia medzi dvoma počítačmi.

Ryža. 6.4.

Mriežka je topológia, v ktorej uzly tvoria pravidelnú viacrozmernú mriežku. V tomto prípade je každá hrana mriežky rovnobežná so svojou osou a spája dva susedné uzly pozdĺž tejto osi. Jednorozmerná mriežka je reťaz spájajúca dva vonkajšie uzly (ktoré majú iba jedného suseda) cez množstvo vnútorných uzlov (ktoré majú dvoch susedov - vľavo a vpravo). Spojením oboch externých uzlov sa získa kruhová topológia. V architektúre superpočítačov sa používajú dvoj- a trojrozmerné mriežky.

Siete založené na FDDI využívajú topológiu dvojitého kruhu, čím dosahujú vysokú spoľahlivosť a výkon. Viacrozmerná mriežka zapojená cyklicky vo viac ako jednej dimenzii sa nazýva "torus".

(obr. 6.5) - topológia, ktorá prevláda vo veľkých sieťach s ľubovoľným prepojením medzi počítačmi. V takýchto sieťach je možné identifikovať jednotlivé náhodne spojené fragmenty ( podsiete ), majú štandardnú topológiu, preto sa nazývajú siete so zmiešanou topológiou.

Na pripojenie veľkého počtu sieťových uzlov sa používajú sieťové zosilňovače a (alebo) prepínače. Používajú sa aj aktívne rozbočovače - prepínače, ktoré súčasne majú funkcie zosilňovača. V praxi sa používajú dva typy aktívnych rozbočovačov, ktoré poskytujú spojenie 8 alebo 16 liniek.

Ryža. 6.5.

Ďalším typom spínacieho zariadenia je pasívny rozbočovač, ktorý umožňuje organizovať sieťovú pobočku pre tri pracovné stanice. Nízky počet pripojiteľných uzlov znamená, že pasívny rozbočovač nevyžaduje zosilňovač. Takéto koncentrátory sa používajú v prípadoch, keď vzdialenosť od pracovnej stanice nepresahuje niekoľko desiatok metrov.

V porovnaní so zbernicou alebo kruhom je zmiešaná topológia spoľahlivejšia. Porucha jedného zo sieťových komponentov vo väčšine prípadov neovplyvňuje celkový výkon siete.

Vyššie diskutované topológie lokálnej siete sú základné, t. j. základné. Skutočné počítačové siete sú vybudované na základe úloh, ktoré má daná lokálna sieť riešiť, a na štruktúre jej informačných tokov. V praxi teda topológia počítačové siete je syntézou tradičných typov topológií.

Hlavné charakteristiky moderných počítačových sietí

Kvalitu prevádzky siete charakterizujú tieto vlastnosti: výkon, spoľahlivosť, kompatibilita, spravovateľnosť, bezpečnosť, rozšíriteľnosť a škálovateľnosť.

K hlavným charakteristikám produktivitu siete zahŕňajú:

• reakčný čas – charakteristika, ktorá je definovaná ako čas medzi výskytom požiadavky na akúkoľvek sieťovú službu a prijatím odpovede na ňu;
• priepustnosť – charakteristika, ktorá odráža množstvo dát prenesených sieťou za jednotku času;
• oneskorenie prenosu – interval medzi okamihom, keď paket príde na vstup sieťového zariadenia a okamihom, keď sa objaví na výstupe tohto zariadenia.

Pre hodnotenia spoľahlivosti siete využívajú rôzne vlastnosti, vrátane:

• faktor dostupnosti, čo znamená časovú časť, počas ktorej je možné systém používať;
• bezpečnosť, tie. schopnosť systému chrániť údaje pred neoprávneným prístupom;
• odolnosť proti chybám - schopnosť systému fungovať v podmienkach zlyhania niektorých jeho prvkov.

Rozšíriteľnosť znamená možnosť pomerne jednoducho pridávať jednotlivé sieťové prvky (používateľov, počítače, aplikácie, služby), zväčšovať dĺžku segmentov siete a nahradiť existujúce zariadenia výkonnejšími.

Škálovateľnosť znamená, že sieť umožňuje zvýšiť počet uzlov a dĺžku pripojení vo veľmi širokom rozsahu, pričom výkon siete sa nezhorší.

Transparentnosť - schopnosť siete skryť detaily svojej vnútornej štruktúry pred používateľom, čím sa zjednoduší jeho práca v sieti.

Ovládateľnosť sieť znamená schopnosť centrálne monitorovať stav hlavných prvkov siete, identifikovať a riešiť problémy, ktoré vznikajú počas prevádzky siete, vykonávať analýzu výkonnosti a plánovať rozvoj siete.

Kompatibilita znamená, že sieť je schopná začleniť širokú škálu softvéru a hardvéru.

Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie

Štátna vzdelávacia inštitúcia

Vyššie odborné vzdelanie

„Khakasská štátna univerzita pomenovaná po N.F. Katanova"

Ústav informatiky a telematiky

Katedra informatiky a informatiky

ABSTRAKT

Počítačové siete

v disciplíne „Základy algoritmickej kultúry“

Vyplnil: študent 1. ročníka

Špecializácia "Aplikovaná informatika"

(v ekonomike)

IIT dávka 20

Voroncov E.E.

Skontrolované:

Abakan, 2010

Úvod………………………………………………………………………………………………... 3

Začiatok……………………………………………………………………………………… 4

Koncepcia počítačových sietí……………………………………………………………….5

2.1 Klasifikácia počítačových sietí………………………………………….7

Koncept lokálnej počítačovej siete………………………………...11

3.1 Klasifikácia lokálnych počítačových sietí………………………………11

3.2 Štruktúra lokálnych počítačových sietí……………………………….13

3.2.1 Jednouzlové siete……………………………………………………………….13

3.2.2 Siete s káblovými komunikačnými linkami………………………………………………………………13

3.2.3 Rádiové siete………………………………………………………………...14

3.2.4 Kruhové siete……………………………………………………………………….15

3.2.5 Chrbticové siete……………………………………………………………….16

Kufrové mono kanály ……………………………………… 16

Chrbticové polykanály……………………………………………… 17

3.2.6 Kombinované siete………………………………………………………………18

Globálne počítačové siete…………………………………………………………...18

4.1 Klasifikácia globálnych počítačových sietí………………………..18

4.2 Pozemné viacuzlové siete……………………………………………………………… 19

4.2.1 Všeobecná štruktúra siete………………………………………………………………..19

4.2.2 Princíp modemovej komunikácie………………………………………………………………………20

4.3 Satelitné a kombinované siete………………………………………………21

Záver………………………………………………………………………………………………. 22

Referencie……………………………………………………………………… 23

Úvod

V súčasnosti sa počítačové siete veľmi rozšírili. Je to spôsobené niekoľkými dôvodmi:

Pripojenie počítačov do siete umožňuje výrazne ušetriť hotovosť znížením nákladov na údržbu počítačov (stačí mať určitý diskový priestor na súborovom serveri (hlavný počítač siete) s nainštalovanými softvérovými produktmi, ktoré používa niekoľko pracovných staníc);

Počítačové siete umožňujú využívať poštovú schránku na prenos správ na iné počítače, čo umožňuje prenášať dokumenty z jedného počítača do druhého v čo najkratšom čase;

Počítačové siete so špeciálnym softvérom sa používajú na organizáciu zdieľania súborov (napríklad účtovníci na viacerých strojoch môžu spracovávať záznamy z tej istej účtovnej knihy).

Okrem iného sa v niektorých oblastiach činnosti bez počítačových sietí jednoducho nezaobíde. Medzi tieto oblasti patrí: bankovníctvo, skladové prevádzky veľkých spoločností, elektronické archívy knižníc a pod. V týchto oblastiach každá jednotlivá pracovná stanica v zásade nemôže uchovávať všetky informácie (hlavne z dôvodu príliš veľkého objemu). Sieť umožňuje vybraným (registrovaným na súborovom serveri) používateľom prístup k informáciám, ku ktorým im prevádzkovateľ siete umožňuje prístup.

Cieľom tejto práce je: Štúdium počítačových sietí.

Na dosiahnutie tohto cieľa je potrebné vyriešiť nasledujúce úlohy:

Nájdite a preštudujte si literatúru na túto tému;

Naučte sa pojem „počítačové siete“;

Študovať klasifikáciu počítačových sietí;

Urobte záver na túto tému.

1. Začiatok

Počítače sa objavili v ľudskom živote nie tak dávno, ale takmer každý človek môže s pevnou dôverou povedať, že budúcnosť spočíva v počítačovej technológii.

Na úsvite svojho vzniku boli počítače objemné zariadenia, ktoré fungovali na lampách a zaberali toľko miesta, že na ich umiestnenie bolo potrebných viac ako jedna miestnosť. Pri tom všetkom bola produktivita takýchto strojov v porovnaní s modernými neuveriteľne nízka.

Ako šiel čas. Postupne sa vedecké myslenie a schopnosti vedcov rozvinuli natoľko, že sa výroba menších, no výkonnejších počítačov stala realitou.

Proces vývoja osobného počítača sa neustále zrýchľuje, a preto sa počítače v blízkej budúcnosti stanú povinným a nenahraditeľným atribútom každého podniku, kancelárie a väčšiny bytov.

Dôvodom takého intenzívneho rozvoja informačných technológií je neustále sa zvyšujúca potreba rýchleho a kvalitného spracovania informácií, ktorých tok s vývojom spoločnosti rastie ako snehová guľa.

Počítače sa pevne etablovali modernom svete, vo všetkých sférach ľudskej činnosti a vedy, čím vzniká potreba poskytovať im rôzny softvér. Samozrejme je to predovšetkým vďaka rozvoju elektronickej výpočtovej techniky a jej rýchlemu zdokonaľovaniu a implementácii v rôznych sférach ľudskej činnosti.

Prepojenie počítačov do siete výrazne zvýšilo produktivitu práce. Počítače sa používajú ako na priemyselné (alebo kancelárske) potreby, tak aj na školenia.

2. Koncepcia počítačových sietí

Počítačová sieť je súbor uzlov (počítačov, terminálov, periférnych zariadení), ktoré majú schopnosť vzájomne komunikovať pomocou špeciálnych komunikačných zariadení a softvéru.

Veľkosti sietí sa značne líšia – od niekoľkých prepojených počítačov stojacich na susedných stoloch až po milióny počítačov roztrúsených po celom svete (niektoré z nich môžu byť umiestnené vo vesmírnych objektoch).

Siete využívajú rôzne sieťové technológie. Každá technológia má svoje vlastné typy zariadení.

Sieťové zariadenia sa delia na aktívne a pasívne. Aktívna výbava– sú to počítačové karty rozhrania, opakovače, rozbočovače; pasívne zariadenia - káble, konektory, patch panely. Okrem toho existujú pomocné zariadenia - zariadenia na nepretržité napájanie, klimatizačné zariadenia a príslušenstvo - montážne stojany, skrine, káblové kanály rôznych typov. Z fyzikálneho hľadiska je aktívne zariadenie zariadenie, ktoré vyžaduje energiu na generovanie signálov, pasívne zariadenia energiu nevyžadujú.

Zariadenia počítačovej siete sa delia na koncové systémy (zariadenia), ktoré sú zdrojmi a/alebo spotrebiteľmi informácií, a medzisystémy, ktoré zabezpečujú prechod informácií sieťou.

Koncové systémy zahŕňajú počítače, terminály, sieťové tlačiarne, faxy, registračné pokladnice, čítačky čiarových kódov, hlasovú a video komunikáciu a akékoľvek iné periférne zariadenia.

Medziľahlé systémy zahŕňajú rozbočovače (opakovače, mosty, prepínače), smerovače, modemy a iné telekomunikačné zariadenia, ako aj káblovú alebo bezdrôtovú infraštruktúru, ktorá ich spája.

Akcia, ktorá je pre používateľa „užitočná“, je výmena informácií medzi koncovými zariadeniami.

Pre aktívne komunikačné zariadenia sa koncept výkonu uplatňuje dvoma rôznymi spôsobmi. Okrem „hrubého“ množstva neštruktúrovaných informácií prenášaných zariadením za jednotku času (bit/s) ich zaujíma aj rýchlosť spracovania paketov, rámcov či buniek. Prirodzene je špecifikovaná aj veľkosť štruktúr (pakety, rámce, bunky), pre ktoré sa meria rýchlosť spracovania. V ideálnom prípade by mal byť výkon komunikačného zariadenia taký vysoký, že dokáže spracovať informácie na všetkých rozhraniach (portoch) pri ich plnej rýchlosti.

Na organizovanie výmeny informácií je potrebné vyvinúť súbor softvéru a hardvéru, ktorý bude distribuovaný cez rôzne sieťové zariadenia. Vývojári a dodávatelia sieťových nástrojov sa najprv pokúšali ísť vlastnou cestou a riešiť celý rad problémov pomocou vlastnej sady protokolov, programov a zariadení. Ukázalo sa však, že riešenia od rôznych dodávateľov sú navzájom nekompatibilné, čo spôsobilo veľa nepríjemností používateľom, ktorí z rôznych dôvodov neboli spokojní so súborom schopností poskytovaných iba jedným z dodávateľov. S rozvojom technológií a rozširovaním škály poskytovaných služieb vznikla potreba dekomponovať sieťové úlohy – rozčleniť ich na niekoľko vzájomne súvisiacich čiastkových úloh s definovaním pravidiel interakcie medzi nimi. Rozdelenie úlohy a štandardizácia protokolov umožňuje veľkému počtu vývojárov softvéru a hardvéru, výrobcov pomocných a komunikačných zariadení podieľať sa na jej riešení, čím prináša všetky tieto plody pokroku koncovému používateľovi.

Používanie otvorených technológií a dodržiavanie všeobecne uznávaných noriem nám umožňuje vyhnúť sa účinkom babylonského pandemónia. Samozrejme, štandard sa stáva brzdou vývoja, ale niekto urobí prelom a jeho nová patentovaná technológia sa nakoniec vyvinie v nový štandard.

2.1 Klasifikácia počítačových sietí

Celú škálu počítačových sietí možno klasifikovať podľa rôznych kritérií:

1) spôsob organizácie siete;

2) územné rozdelenie;

3) príslušnosť k rezortu;

4) rýchlosť prenosu informácií;

5) typ prenosového média;

6) topológia;

7) organizácia interakcie medzi počítačmi.

Na základe spôsobu organizácie sa siete delia na reálne a umelé.

Umelé počítačové siete (pseudosiete) umožňujú vzájomné prepojenie počítačov cez sériové alebo paralelné porty a nevyžadujú ďalšie zariadenia. Niekedy sa komunikácia v takejto sieti nazýva komunikácia s nulovým modemom (nepoužíva sa žiadny modem). Samotné pripojenie sa nazýva nulový modem. Umelé siete sa používajú vtedy, keď je potrebné preniesť informácie z jedného počítača do druhého. MS-DOS a Windows sú vybavené špeciálnymi programami na implementáciu pripojenia nulovým modemom. Hlavnou nevýhodou týchto počítačových sietí je nízka rýchlosť prenosu dát a možnosť prepojenia iba dvoch počítačov.

Skutočné počítačové siete umožňujú prepojiť počítače pomocou špeciálnych prepínacích zariadení a fyzického média na prenos dát. Hlavnou nevýhodou reálnych sietí je potreba ďalších zariadení.

Podľa územného rozdelenia sa počítačové siete delia na lokálne, globálne a regionálne.

Lokálne počítačové siete sú siete, ktoré pokrývajú plochu nie väčšiu ako 10 metrov štvorcových. m) Sú to uzavreté siete, prístup do nich je povolený len obmedzenému okruhu používateľov, pre ktorých práca v takejto sieti priamo súvisí s ich profesijnou činnosťou.

Regionálne počítačové siete sú siete umiestnené v meste alebo regióne

Globálne počítačové siete sú siete umiestnené na území štátu alebo skupiny štátov. Napríklad World Wide Web. Sú otvorené a zamerané na poskytovanie služieb všetkým používateľom.

Pojem „firemná sieť“ sa v literatúre používa aj na označenie kombinácie viacerých sietí, z ktorých každá môže byť postavená na iných technických, softvérových a informačných princípoch.

Na základe rezortnej príslušnosti sa rozlišujú rezortné a štátne siete.

Rezortné počítačové siete patria do jednej organizácie a nachádzajú sa na jej území.

Vládne počítačové siete sú siete používané vo vládnych agentúrach.

Podľa rýchlosti prenosu informácií sa počítačové siete delia na nízko-, stredne- a vysokorýchlostné.

Nízkorýchlostné počítačové siete sú siete s rýchlosťou prenosu informácií do 10 Mbit/s.

Strednorýchlostné počítačové siete sú siete s rýchlosťou prenosu informácií do 100 Mbit/s.

Vysokorýchlostné počítačové siete sú siete s rýchlosťou prenosu informácií vyššou ako 100 Mbit/s.

Podľa typu prenosového média sa počítačové siete delia na káblové-koaxiálne, krútené dvojlinky, optické vlákna, bezdrôtové (s informáciami prenášanými rádiovými kanálmi, v infračervenom rozsahu).

Podľa topológie počítačových sietí sa delia na počítačové siete s koncovým uzlom, počítačové siete s medziuzlom a počítačové siete s priľahlým uzlom.

Počítačové siete s koncovým uzlom sú siete, v ktorých je uzol umiestnený len na konci jednej vetvy.

Počítačové siete s medziľahlým uzlom sú siete, v ktorých je uzol umiestnený na koncoch viac ako jednej vetvy.

Priľahlé počítačové siete sú siete, v ktorých sú uzly spojené aspoň jednou cestou, ktorá neobsahuje žiadne ďalšie uzly.

Sieťový uzol je počítač alebo sieťové prepínacie zariadenie. Sieťová vetva je cesta spájajúca dva susediace uzly.

Z hľadiska organizácie interakcie počítačov sa siete delia na peer-to-peer a hierarchické.

Všetky počítače v sieti typu peer-to-peer majú rovnaké práva. Každý používateľ siete má prístup k údajom uloženým na akomkoľvek počítači.

Peer-to-peer siete môžu byť organizované pomocou takýchto operačné systémy, ako Windows"3.11, Novell Netware Lite. Tieto programy fungujú s DOSom aj Windowsom. Siete typu peer-to-peer možno organizovať aj na základe všetkých moderných 32-bitových operačných systémov a niektorých ďalších.

Výhody sietí typu peer-to-peer:

1. Najjednoduchšia inštalácia a obsluha.

2. Operačné systémy DOS a Windows majú všetky potrebné funkcie, ktoré umožňujú budovať sieť peer-to-peer.

Nevýhoda: v sieťach typu peer-to-peer je ťažké vyriešiť otázky bezpečnosti informácií. Preto sa tento spôsob organizácie siete používa pre siete s malým počtom počítačov.

V hierarchickej sieti, keď je sieť nainštalovaná, je vopred pridelený jeden alebo viac počítačov na riadenie výmeny údajov cez sieť a distribúciu zdrojov. Takýto počítač sa nazýva server. Každý počítač, ktorý má prístup k službám servera, sa nazýva sieťový klient alebo pracovná stanica.

Server v hierarchických sieťach je trvalé úložisko zdieľaných zdrojov. Samotný server môže byť len klientom servera na vyššej úrovni hierarchie. Preto sa hierarchické siete niekedy nazývajú vyhradené serverové siete. Servery sú zvyčajne vysokovýkonné počítače, prípadne s niekoľkými paralelnými procesormi, veľkokapacitnými pevnými diskami a vysokorýchlostnou sieťovou kartou (100 Mbit/s alebo viac).

Hierarchický sieťový model je najvýhodnejší, pretože vám umožňuje vytvoriť najstabilnejšiu sieťovú štruktúru a racionálnejšie rozdeľovať zdroje. Ďalšou výhodou hierarchickej siete je vyššia úroveň ochrany údajov.

Nevýhody hierarchickej siete v porovnaní so sieťami typu peer-to-peer zahŕňajú:

1. potreba dodatočného operačného systému pre server.

2. vyššia náročnosť inštalácie a upgradov siete.

3. potreba prideliť samostatný počítač ako server

Existujú dve technológie na používanie servera: technológia súborového servera a architektúra klient-server.

Prvý model používa súborový server, na ktorom je uložená väčšina programov a údajov. Na žiadosť používateľa je mu zaslaný potrebný program a údaje. Spracovanie informácií sa vykonáva na pracovnej stanici.

V systémoch s architektúrou klient-server sa údaje vymieňajú medzi klientskou aplikáciou a serverovou aplikáciou. Údaje sa ukladajú a spracúvajú na výkonnom serveri, ktorý tiež riadi prístup k zdrojom a údajom. Pracovná stanica dostane iba výsledky dotazu. Túto technológiu bežne používajú vývojári aplikácií na spracovanie informácií.

3. Pojem lokálna počítačová sieť

Lokálna sieť je súbor počítačov, periférnych zariadení (tlačiarní a pod.) a spínacích zariadení prepojených káblami. Lokálne siete sa delia na inštitucionálne (kancelárske siete podnikov, siete organizačného manažmentu a iné siete, ktoré sa líšia terminológiou, no ideologickou podstatou sú takmer totožné) a siete na riadenie technologických procesov v podnikoch.

Lokálne siete sa vyznačujú tým, že vzdialenosti medzi komponentmi siete sú relatívne malé, zvyčajne nepresahujú niekoľko kilometrov. Lokálne siete sa líšia úlohou a významom PC v sieti, štruktúrou, spôsobmi prístupu užívateľov do siete, spôsobmi prenosu dát medzi sieťovými komponentmi atď. Každá zo sietí ponúkaných na trhu má svoje výhody a nevýhody. Výber siete je určený počtom pripojených užívateľov, ich prioritou, požadovanou rýchlosťou a rozsahom prenosu dát, požadovanou priepustnosťou, spoľahlivosťou a cenou siete.

3.1 Klasifikácia lokálnych počítačových sietí

Lokálne počítačové siete možno klasifikovať podľa nasledujúcich kritérií:

1. podľa úlohy osobného počítača v sieti:

Siete so serverom;

Peer-to-peer (peer-to-peer) siete.

2. podľa štruktúry (topológie) siete:

Jeden uzol („hviezda“);

prsteň („prsteň“);

Kufor („autobus“);

Kombinované.

3. spôsobom prístupu používateľa k zdrojom a predplatiteľom siete:

Siete s užívateľským pripojením na špecifikovaných účastníckych adresách využívajúce princíp prepínania okruhov („hviezda“);

Siete s centralizovanou (softvérovou) správou pripojení

užívateľov do siete („ring“ a „bus“);

Siete s disciplínou služieb náhodného používateľa („zbernica“).

4. podľa typu komunikačného média na prenos informácií:

Siete využívajúce existujúce podnikové telefónne siete;

Siete na špeciálne položených káblových komunikačných linkách;

Kombinované siete spájajúce káblové vedenia a rádiové kanály.

5. podľa disciplíny obsluhy používateľa (spôsob prístupu používateľa do siete):

Priorita, špecifikovaná NCC, keď používatelia pristupujú k sieti

v súlade s prioritami, ktoré im boli pridelené (stále alebo meniace sa);

Neprioritný, keď všetci používatelia siete majú rovnaké práva na prístup k sieti.

6. o umiestnení údajov do sieťových komponentov:

S centrálnou databankou;

S distribuovanou databankou;

S kombinovaným systémom umiestňovania údajov.

3.2 Štruktúra lokálnych počítačových sietí

3.2.1 Jednouzlové siete

V lokálnych sieťach sa používajú najmä jednouzlové (hviezdne) siete. Ako prostriedky komunikácie možno použiť telefónne komunikačné linky a automatické telefónne ústredne organizácií, podnikov, firiem atď., špeciálne položené káblové vedenia a kanály na prenos rádiového signálu.

3.2.2 Drôtové siete

Spôsob prístupu do siete je zavolať účastníka jeho názvom siete s prepínaním okruhov v komunikačnom uzle (CC). Spôsob prepínania kanálov zabezpečuje pripojenie účastníkov cez CC počas prenosu správy. Zároveň môže správcovská spoločnosť organizovať prioritný prístup do účastníckej siete.

Výhody tohto typu siete sú:

Jednoduchosť a nízke náklady na pripojenie používateľov siete;

Jednoduchá správa siete;

Schopnosť pripojiť a odpojiť účastníkov bez zastavenia siete;

Má to aj svoje nevýhody:

Rýchlosť prenosu správ závisí od počtu účastníkov, intenzity prijímania a odosielania správ a technických možností správcovskej spoločnosti;

Spoľahlivosť siete je určená spoľahlivosťou správcovskej spoločnosti;

Veľká celková dĺžka a nízka účinnosť použitia fyzického média na prenos signálu;

Pre zvýšenie spoľahlivosti sú riadiace systémy postavené na modulárnom princípe, ktorý zahŕňa pracovné a záložné moduly. Diagnostický systém vyhodnocuje fungovanie pracovného modulu a v prípade potreby prepne sieť na spoluprácu so záložným modulom.

Príkladom siete s jedným uzlom je Arcnet (USA). Hoci sieť nemá štatút medzinárodného štandardu, je široko používaná na budovanie malých inštitucionálnych sietí. Sieť obsahuje 8-kanálový CC. Počet predplatiteľov je možné zvýšiť pripojením nových správcovských spoločností.

3.2.3 Rádiové siete

Štruktúra siete je podobná jednouzlovej sieti, iba správy v sieti sa neprenášajú cez káblové komunikačné linky, ale cez rádiové spojenia. Na tento účel je každý počítač vybavený účastníckou rádiovou stanicou (ARS). Účastnícke rádiové stanice sú navzájom prepojené prostredníctvom centrálnej rádiovej stanice (CRS).

Metódy prístupu k sieti sú náhodné. Najjednoduchšia je metóda ALOHA - predplatiteľ zabaví kanál a vydá správu bez ohľadu na to, či sú v sieti ďalšie správy alebo nie. To môže viesť ku kolíziám správ na sieti a ich vzájomnému skresleniu. Poškodené správy sa prenášajú v náhodných intervaloch. Keď sa správy zrazia, stratí sa čas aktívnej siete, ktorý sa rovná súčtu času prenosu oboch správ.

Na zníženie pravdepodobnosti kolízií sa používajú modifikácie tejto metódy: prístup snímaný nosnou (CSMA) a prístup snímaný nosnou s detekciou kolízie (CSMA/CD). Prístup neriadený entitami znamená, že predplatiteľ „počúva“ sieť a posiela správu iba jej voľná sieť. Zrážky sú možné, keď dvaja alebo viacerí účastníci začnú vysielať súčasne. Poškodené správy sa prenášajú znova.

Pri prístupe v zmysle nosného signálu s detekciou kolízie predplatiteľ „počúva“ sieť, prenáša správu do nečinnej siete a monitoruje možnosť kolízií správ. Ak predplatitelia začnú vysielať v rovnakom čase, kolidujúce správy sa okamžite zničia bez toho, aby prenos poškodených správ zabral čas. Metódy CSMA a GSMA/CD sa používajú pri vyššom zaťažení siete ako metóda ALOHA.

Metódy náhodného prístupu sú implementované pomocou EMVOS každého PC, preto sú spoľahlivejšie ako metódy centralizovaného prístupu implementované softvérom NCC.

Výhody siete:

Možnosť komunikácie s pohyblivými účastníkmi;

Schopnosť pripojiť a odpojiť účastníkov bez zastavenia siete.

nedostatky:

Schopnosť počúvať všetkých predplatiteľov;

Vystavenie priemyselným a atmosférickým interferenciám;

Prítomnosť „mŕtvych zón“ spôsobených štruktúrami budov a priestorov.

Siete rádiových kanálov sa teraz začínajú čoraz viac používať tam, kde je potrebná komunikácia s existujúcimi účastníkmi.

3.2.4 Kruhové siete

Sieťová komunikácia zahŕňa fyzické médium na prenos signálu vo forme kruhu spájajúceho počítače, prístupové jednotky a pamäťové zariadenia.

Prístupový blok je technické zariadenie na pripojenie počítača k fyzickému prostrediu. Prístupové bloky sú rozdelené do dvoch skupín: prístup bez narušenia integrity fyzického média na prenos signálu a prístup s narušením fyzického média a jeho obnovením pomocou prístupového bloku. Napríklad ku káblovým komunikačným linkám je možné pristupovať bez narušenia fyzického média, ale k linkám z optických vlákien je možné pristupovať len bez narušenia signalizačného média. Správa vysielaná účastníkom vstupuje cez prístupovú jednotku do fyzického prostredia a pohybuje sa po kruhu. Opakovač oneskoruje správu o čas potrebný na určenie adresy predplatiteľa a jej prijatie predplatiteľom a obnovuje oslabené a skreslené elektrické signály správy. Časť fyzického média medzi dvoma susednými zosilňovačmi sa nazýva segment.

Výhody siete:

Jednoduchosť implementácie komunikačnej linky z bodu do bodu (v každom okamihu sú spojené iba dva body - dvaja účastníci), čo znižuje požiadavky na fyzické prostredie;

Jednoduchosť organizácie potvrdenia prijatia správy;

Malá celková dĺžka fyzického média;

nedostatky:

Nízka spoľahlivosť, pretože porucha časti fyzického napájania alebo opakovača vedie k fungovaniu celej siete;

Neschopnosť pripojiť a odpojiť účastníkov bez zastavenia siete;

Maximálne oneskorenie prenosu správy závisí od počtu účastníkov;

Na zvýšenie spoľahlivosti a kapacity siete sa používa dvojitý krúžok. Správy v zvoneniach sa šíria rôznymi smermi. Ak dôjde k prerušeniu jedného zvonenia, zníži sa iba kapacita siete. Ak dôjde k porušeniu oboch krúžkov, tí, ktorí sú najbližšie k porušeniu, automaticky obnovia obeh informácií v jednom krúžku.

Príklad kruhovej siete: Token Ring Network (pobočka IBM v Zürichu). Sieť má štatút svetového štandardu, jej dĺžka dosahuje 2 km a obsluhuje až 256 účastníkov.

3.2.5 Chrbticové siete

3.2.5.1 Kufrové mono kanály

Všetci účastníci sú pripojení na jedno fyzické médium, ktorým je chrbtica (zbernica). Správa odoslaná používateľom prichádza cez dátový blok všetkým účastníkom siete.

Výhody siete:

Vyššia spoľahlivosť ako kruhové siete, pretože zlyhanie účastníka neovplyvňuje prevádzku siete;

Schopnosť pripojiť a odpojiť účastníkov bez zastavenia siete v prípade nedeštruktívneho pripojenia účastníkov k fyzickému prostrediu;

Najkratšia dĺžka fyzického média.

Duálne mono kanály sa používajú na zlepšenie spoľahlivosti a priepustnosti.

Príkladom základnej monokanálovej štruktúry je Ethernetová sieť, čo je priemyselný štandard spoločností Intel, DEC a Xerox. Sieť je základom medzinárodného štandardu, obsluhuje až 1000 účastníkov s dĺžkou siete do 10 km, prístup do siete sa uskutočňuje pomocou protokolov CSMA/CD.

3.2.5.2 Chrbticové polykanály

Polykanál je skupina komunikačných médií fungujúcich na rovnakom fyzickom médiu a určených na organizovanie niekoľkých sietí na rôzne účely. Na tento účel sa používa širokopásmové fyzické médium, ako je širokopásmový koaxiálny kábel alebo kábel z optických vlákien.

Výhody siete:

Vysoká priepustnosť umožňujúca prenos veľkých tokov rôznych informácií;

Schopnosť organizovať niekoľko sietí na rôzne účely na jednom fyzickom prostredí (napríklad vo veľkých finančných organizáciách, informačných a multi-odvetvových spoločnostiach).

Nevýhody siete:

Obtiažnosť prevádzky;

Vysoké náklady na vybavenie.

Chrbticové polykanály sú vyvíjané a vyrábané podľa špecifických objednávok.

3.2.6 Kombinované siete

Každá z vyššie uvedených sieťových štruktúr má určité výhody a nevýhody. Kombináciou (štrukturovaním) rôznych topológií možno prekonať niektoré nevýhody a zvýšiť efektivitu siete.

Výhody sietí:

Možnosť jednoduchého rozšírenia predplatiteľov a sieťových zdrojov;

Zmena konfigurácie štruktúry siete;

Zlepšenie spoľahlivosti siete;

Predĺženie životného cyklu.

Nevýhodou takýchto systémov je ich vyššia cena v dôsledku dodatočného hardvérového a softvérového sieťového vybavenia.

4. Globálne počítačové siete

4.1 Klasifikácia globálnych počítačových sietí

Globálne počítačové siete možno klasifikovať podľa nasledujúcich kritérií:

1. podľa typu komunikačných prostriedkov:

Pozemné viacuzlové siete

Satelitné rádiové siete

Kombinované siete

2. podľa spôsobu prepínania správ

Prepínanie okruhov

Prepínanie správ

Prepínanie paketov

Adaptívne prepínanie

3. výberom trasy prenosu správy:

Pevné cesty

Riadený výber cesty

Náhodné cesty

Lavínová metóda

4.2. Pozemné viacuzlové siete

4.2.1. Všeobecná štruktúra siete

Pracovné počítače siete môžu byť všetky triedy počítačov od osobných počítačov po superpočítače. Používajú sa aj samostatné svorky (T). Účastníci sa pripájajú k sieti prostredníctvom telefónnych a telegrafných komunikačných kanálov v miestach pripojenia (TP). Používatelia pristupujú k sieťovým zdrojom prostredníctvom prepínacích uzlov. Každý prepínací uzol (SM) obsluhuje určitý počet používateľov, zvyčajne tých, ktorí sú najbližšie k uzlu. Architektúru správcovskej spoločnosti tvoria počítače so špeciálnym sieťovým softvérom a komunikačné vybavenie. Správcovské spoločnosti môžu byť obsluhované alebo bezobslužné, t. j. fungujúce v automatickom režime. CM vykonávajú dôležité sieťové funkcie: analyzujú a generujú sieťové adresy účastníkov, kódujú správy, monitorujú a opravujú chyby, ktoré sa objavia počas prenosu informácií, riadia toky správ, vyberajú optimálnu trasu prenosu správ pre danú situáciu atď. Jeden z CM funguje ako brána alebo most .

Sieťové riadiace centrum (NCC), kde pracuje správca siete, je kombinované s jedným z riadiacich centier. NCC spravidla obsahuje najvýkonnejší počítač v sieti so špeciálnym softvérom.

Hlavné kanály vysokorýchlostného prenosu dát (MSDC) sú spravidla medzi správcovskými spoločnosťami založené na koaxiálnych, viacjadrových a optických kábloch. V krajnom prípade sa používajú telefónne linky s priemernou rýchlosťou prenosu dát.

Výhody viacuzlovej siete:

Je možné použiť predtým pripojené komunikačné kanály

Prijateľné použitie v rôzne časti siete rôznych fyzických médií a rýchlosti prenosu dát

Možnosť aplikácie rôznymi spôsobmi prepínanie a výber ciest prenosu správ

Nevýhody viacuzlovej siete:

Ťažkosti pri inštalácii na ťažko dostupných miestach

Neschopnosť komunikovať s pohyblivými účastníkmi

4.2.2. Princíp komunikácie cez modem

Na prenos diskrétneho binárneho signálu z výstupu jedného počítača na vstup druhého cez analógový signál telefónna linka komunikácie, tento signál je potrebné previesť na štandardnú formu prenosu signálu po telefónnej linke. Táto konverzia sa nazýva modulácia a zariadenie, ktoré konverziu vykonáva, sa nazýva modulátor. Na vstupe počítača prijímajúceho správu treba urobiť inverznú konverziu, ktorá sa nazýva demodulácia a zariadenie musí byť demodulátor. Pretože počítač vysiela a prijíma správy, modulátor a demodulátor sú spojené v jednom zariadení nazývanom modem. Modemy sú dostupné ako samostatné jednotky, tak aj ako vstavané v počítačoch. V závislosti od kvality modemov a komunikačných liniek je rýchlosť prenosu dát cez modemy 2400 4800 9600 bps.

Na to, aby si dva počítače vymieňali informácie, je okrem modemu a fyzického média na prenos signálu potrebný špeciálny softvér na koordináciu činnosti počítača a podporu komunikačných nástrojov. Väčšina modemov automaticky určuje rýchlosť prijímania informácií, testuje kvalitu komunikačnej linky a tiež kóduje správy špeciálnymi kódmi odolnými voči šumu.

Bežný typ modemu umožňuje prenášať iba textové informácie, preto sa niekedy nazýva aj telefónny modem. Okrem telefónneho modemu sa vyrábajú faxmodemy, ktoré dokážu prenášať grafické informácie: obchodné listy s podpismi a pečaťami, výkresy, náčrty, výkresy, fotografie. Pre všestrannú prácu používateľov v sieti musí byť k počítaču pripojený skener.

4.3 Satelitné a kombinované siete

Použitie vesmírnych komunikačných satelitov viedlo k možnosti vytvorenia globálnych rádiových sietí. Komunikačné médiá zahŕňajú komunikačné satelity (CS), pozemné rádiá (PC) a káblovú komunikáciu medzi počítačom a pozemnými rádiami.

Výhody satelitných sietí:

Pomocou rôznych frekvencií môžete usporiadať niekoľko sietí, ktoré fungujú paralelne a navzájom sa nerušia

Jednoduchá komunikácia s pohyblivými predplatiteľmi

Je relatívne lacné umiestniť komunikačné kanály na ťažko dostupné miesta

Nevýhoda: vysoké náklady na implementáciu satelitnej komunikácie.

V súčasnosti medzi globálne sieteČoraz rozšírenejšie sú kombinované siete, v ktorých je prenos údajov prostredníctvom pozemných riadiacich systémov doplnený o rádiovú komunikáciu medzi účastníkmi a správcovskou spoločnosťou a v prípade potreby aj o satelitnú komunikáciu.

Záver

Na záver po všetkom vyššie uvedenom chápeme, že počítačové siete zaujímajú osobitné miesto v našom každodennom živote, v našich výrobných činnostiach a v iných oblastiach. Prepojenie počítačov do siete umožňuje ľuďom nájsť informácie, ktoré potrebujú, pomocou zdrojov iných počítačov, komunikovať medzi sebou bez toho, aby opustili svoju izbu, a komunikovať s ľuďmi, ktorí sa nachádzajú na veľké vzdialenosti. Počítačové siete tiež poskytujú rýchly prenos informácií na milióny kilometrov, čo umožňuje urýchliť prácu akéhokoľvek podniku.

Tento abstrakt pojednával o takých dôležitých otázkach, akými sú koncepcia počítačových sietí, ich klasifikácia, ako aj koncepcia lokálnych a globálnych sietí. Ukázali sa aj porovnávacie charakteristiky, výhody a nevýhody v súčasnosti najpopulárnejších informačných technológií: lokálnej počítačovej siete a globálnej počítačovej siete. Oni sú v tento moment základ nášho života. Ani jeden podnik, ako napríklad továreň, závod alebo akákoľvek súkromná firma, by nemohol vykonávať svoju prácu bez počítačov pripojených k sieti, keďže prepojenie počítačov v sieti výrazne zvýšilo produktivitu práce.

Existuje mnoho ďalších efektívnych a užitočných technológií, ich počet sa každým dňom zvyšuje. Preto, aby ste udržali krok s rytmom moderného života, musíte neustále poznať najnovší hardvér osobného počítača, systémový softvér a aplikované počítačové technológie.

Počítačové vybavenie (server). Pre... oveľa viac. 5. Pridelenie miestnych počítač siete Miestne počítač net- je spojenie určitého množstva...

Počítač siete (13)

Abstrakt >> Informatika

Alebo bez. Abstraktné. Počítač siete abstraktné Od dnešného dňa... ľudia, potom podľa toho použitie počítač siete v našom každodennom živote a štúdiu... vystupovať na tému “ Počítač siete" abstraktné. siete neoddeliteľne spojené s procesmi...

Počítač siete (10)

Abstrakt >> Komunikácia a komunikácia

Prijaté na dizajn a konštrukciu siete. Počítač net(Network) je skupina... projekt počíta s lokálnym počítač siete v súlade so stavbou... Olifera V. G. Olifera N. A. Počítač siete. Princípy, technológie, protokoly. Učebnica...

Počítač siete koncepcia a typy

Abstrakt >> Informatika

Miestne samosprávy, podniky a organizácie. POČÍTAČ SIETE. Počítač net- spojenie viacerých počítačov pre... 2008. OBSAH: ÚVOD. Počítač siete. Miestne počítač siete. globálne počítač siete. ZÁVER. ZOZNAM POUŽITÝCH...