Uvod

V dobi hitrega razvoja tehnologije se problemi informacijske varnosti pojavljajo najbolj pereče. Uporaba avtomatiziranih sistemov za obdelavo in upravljanje informacij je povečala zaščito informacij pred nepooblaščenim dostopom. Glavni problemi informacijske varnosti v računalniški sistemi ah nastanejo zaradi dejstva, da informacije niso strogo povezane z nosilcem. Enostavno in hitro ga je mogoče kopirati in prenašati po komunikacijskih kanalih. Informacijski sistem izpostavljen tako zunanjim kot notranjim grožnjam kršiteljev.

Glavne težave informacijske varnosti pri delu v računalniških omrežjih lahko razdelimo na tri vrste:

· prestrezanje podatkov (kršitev zaupnosti podatkov),

· spreminjanje informacij (izkrivljanje izvirnega sporočila ali zamenjava z drugimi informacijami),

Danes je za zaščito računalniških sistemov pred nepooblaščenim dostopom značilna vse večja vloga programskih in kriptografskih mehanizmov v primerjavi s strojnimi. Novi problemi na področju informacijske varnosti že zahtevajo uporabo protokolov in mehanizmov z relativno visoko računsko zahtevnostjo. Ena od rešitev teh težav je ustvarjanje navideznih zasebnih omrežij (VPN).

ANALIZA LOKALNEGA RAČUNALNIŠKEGA OMREŽJA

Struktura in značilnosti nezaščitenega omrežja

Slika 1.1 Nezaščiten avtomatiziran sistem

Osnovne informacije o nezaščitenem avtomatiziranem sistemu:

· Naslovi v lokalnih omrežjih so zasebni.

· Na vhodih v lokalna omrežja so PROXY računalniki s pravimi naslovi.

· Lokalnih omrežij je lahko poljubno.

Zahteve za nezaščiteno zaščito avtomatiziran sistem:

· Zahtevana je zaščita izmenjave informacij pri prehodu prek odprtega interneta.

· Varen tunel mora biti pregleden za uporabnike, ki dostopajo do oddaljenih virov LAN.

· Zahteva se, da uporabniki lokalnega omrežja nimajo dostopa do odprtih internetnih virov, z izjemo virov drugih lokalnih omrežij, ki jih določi skrbnik, s katerimi je organizirana varna interakcija in po možnosti virov mobilnih uporabnikov.

· Potrebno je odpraviti potrebo po namestitvi programske opreme ViPNet [Coordinator] na LAN prehode.

Grožnje in ranljivosti LAN

Porazdeljeno shranjevanje datotek.

Porazdeljeno shranjevanje datotek uporabnikom omogoča pregleden dostop do delov diskovni pomnilnik oddaljeni strežnik. Porazdeljena shramba datotek nudi zmogljivosti, kot sta oddaljeno upravljanje datotek in oddaljeno tiskanje. Oddaljena skupna raba datotek omogoča uporabnikom dostop, branje in shranjevanje datotek. Na splošno, delo na daljavo Skupna raba datotek je dosežena tako, da se uporabnikom omogoči povezava z delom oddaljene naprave za shranjevanje diska (datotečni strežnik), kot da bi bila naprava neposredno povezana. to virtualni disk uporablja kot da bi šlo za disk lokalne delovne postaje. Tiskanje na daljavo omogoča uporabniku tiskanje na kateri koli tiskalnik, povezan s katero koli komponento LAN. Tiskanje na daljavo rešuje dve težavi za uporabnike: organiziranje tiskanja v ozadju med obdelavo podatkov in skupno rabo dragih tiskalnikov. Tiskalni strežniki LAN lahko sprejmejo celotno datoteko takoj po zahtevi za tiskanje, kar uporabnikom omogoča, da nadaljujejo z delom na svojih delovnih postajah, namesto da čakajo, da se tiskalni posel zaključi. Mnogi uporabniki, ki uporabljajo isti tiskalnik, bodo lahko upravičili nakup hitrega in kakovostnega tiskalnika.

Težave porazdeljenega shranjevanja datotek.

Datotečni strežniki lahko nadzorujejo uporabniški dostop do različnih delov datotečnega sistema. To se običajno naredi tako, da se uporabniku dovoli, da pripne nekaj datotečnega sistema (ali imenika) na uporabnikovo delovno postajo za poznejšo uporabo kot lokalni disk. To predstavlja dve možni težavi. Prvič, strežnik lahko zagotavlja samo varnost dostopa na ravni imenika, tako da če je uporabniku dovoljen dostop do imenika, ima dostop do vseh datotek v tem imeniku. Da bi zmanjšali tveganje v tej situaciji, je pomembno, da strukturirate in upravljate svoje datotečni sistem LAN. Naslednji problem so neustrezni lokalni zaščitni mehanizmi delovne postaje. na primer Osebni računalnik(PC) lahko zagotovi minimalno ali nič varnosti za podatke, ki so na njem shranjeni. Ko uporabnik kopira datoteke s strežnika na lokalni pogon osebnega računalnika, datoteka ni več zaščitena z varnostnimi ukrepi, ki so jo varovali, ko je bila shranjena na strežniku. Za nekatere vrste informacij je to lahko sprejemljivo. Vendar pa lahko druge vrste informacij zahtevajo močnejšo zaščito. Te zahteve se osredotočajo na potrebo po nadzoru okolja osebnega računalnika.

Računalništvo na daljavo.

Oddaljeno računalništvo se nanaša na izvajanje aplikacije ali aplikacij na oddaljenih komponentah. Računalništvo na daljavo uporabnikom omogoča: povezovanje na daljavo z drugimi komponentami LAN; na daljavo zagnati aplikacijo, ki se nahaja na drugi komponenti, ali na daljavo zagnati aplikacijo na eni ali več komponentah, pri čemer se uporabniku zdi, da se izvajajo lokalno.

Oddaljena povezava omogoča uporabnikom, da vzpostavijo sejo z oddaljenim računalnikom (kot je večuporabniški računalnik), kot če bi bil uporabnik neposredno povezan z oddaljenim računalnikom. Možnost izvajanja aplikacij na eni ali več komponentah omogoča uporabniku uporabo celotne računalniške moči LAN v SPS.

Problemi oddaljenega računalništva.

Računalništvo na daljavo mora biti nadzorovano tako, da lahko samo pooblaščeni uporabniki dostopajo do oddaljenih komponent in aplikacij. Strežniki morajo imeti možnost preverjanja pristnosti oddaljenih uporabnikov, ki zahtevajo storitve ali aplikacije. Te zahteve lahko izdajo tudi lokalni in oddaljeni strežniki za medsebojno preverjanje pristnosti. Neuspešno preverjanje pristnosti lahko povzroči nepooblaščenim uporabnikom dostop do oddaljeni strežniki in aplikacije. Obstajati morajo nekatera jamstva glede celovitosti aplikacij, ki jih uporabljajo številni uporabniki prek lokalnega omrežja.

Izmenjava sporočil.

Aplikacije za sporočanje so povezane z e-pošto in telekonferencami. Elektronska pošta je ena najpomembnejših zmogljivosti, ki so na voljo prek računalniških sistemov in omrežij. Poštni strežniki obnašaj se kot domačin poštnih uradov, ki uporabnikom omogoča pošiljanje in prejemanje sporočil prek omrežja LAN. Telekonferenčne zmogljivosti omogočajo uporabnikom aktivno medsebojno interakcijo, podobno kot pri telefonu.

Problemi topologij in protokolov.

Topologije in protokoli, ki se danes uporabljajo, zahtevajo, da so sporočila dostopna velikemu številu vozlišč, ko se prenašajo na želeno destinacijo. To je veliko ceneje in lažje kot imeti neposredno fizično pot med vsakim parom strojev. V velikih omrežjih LAN neposredne povezave niso izvedljive. Možne grožnje, ki izhajajo iz tega, vključujejo tako aktivno kot pasivno prestrezanje sporočil, ki se prenašajo po liniji. Pasivno prestrezanje ne vključuje le branja informacij, temveč tudi analizo prometa (uporaba naslovov, drugih podatkov v glavi, dolžine sporočila in pogostosti sporočil). Aktivno prestrezanje vključuje spreminjanje toka sporočil (vključno s spreminjanjem, zakasnitvijo, podvajanjem, brisanjem ali nepooblaščeno uporabo poverilnic).

Težave s storitvijo sporočanja in druge težave.

Storitve sporočanja povečujejo tveganje za informacije, ki so shranjene na strežniku ali se prenašajo med virom in pošiljateljem. Neustrezno zaščiten E-naslov lahko zlahka prestrežejo, spremenijo ali ponovno oddajo, kar vpliva na zaupnost in celovitost sporočila.

Druge varnostne težave LAN vključujejo:

· neustrezno upravljanje LAN in varnostne politike;

· pomanjkanje usposabljanja o posebnostih uporabe LAN in varnosti;

· neustrezni zaščitni mehanizmi delovnih postaj in neustrezna zaščita pri prenosu informacij.

Šibke varnostne politike prav tako povečujejo tveganje, povezano z LAN. Obstajati mora uradna varnostna politika, ki opredeljuje pravila za uporabo LAN, da se prikaže stališče vodstva organizacije o pomembnosti zaščite njenih sredstev. Varnostna politika je zgoščena izjava o stališču višjega vodstva o informacijskih sredstvih, odgovornostih za njihovo zaščito in organizacijskih obveznostih. Obstajati mora močna varnostna politika LAN, ki zagotavlja smernice in podporo najvišjega vodstva organizacije. Politika mora opredeliti vlogo, ki jo ima vsak zaposleni pri zagotavljanju, da so LAN in informacije, ki se na njem prenašajo, ustrezno zaščitene.

Uporaba osebnega računalnika v okolju LAN predstavlja tudi tveganje za LAN. Na splošno osebni računalniki praktično nimajo varnostnih ukrepov glede avtentikacije uporabnikov, nadzora dostopa do datotek, revizije dejavnosti uporabnikov itd. V večini primerov zaščita, zagotovljena informacijam, ki so shranjene in obdelane na strežniku LAN, ne spremlja informacij, ko so poslane v osebni računalnik.

Varnostna politika LAN SPS mora poudarjati pomen upravljanja in podpore LAN. Upravljanje LAN mora imeti potrebno finančnih sredstev, čas in sredstva. Slabo upravljanje omrežja lahko privede do varnostnih napak. Posledica tega so lahko naslednje težave: šibka varnostna konfiguracija, neprevidno izvajanje varnostnih ukrepov ali celo neuporaba potrebnih varnostnih mehanizmov.

Pomanjkanje ozaveščenosti uporabnikov glede varnosti LAN prav tako povečuje tveganje. Uporabniki, ki niso seznanjeni z varnostnimi mehanizmi, varnostnimi ukrepi itd. jih lahko uporablja nepravilno in morda manj varno. Odgovornost za izvajanje varnostnih mehanizmov in ukrepov ter upoštevanje pravil za uporabo osebnega računalnika v okolju LAN običajno nosi uporabnik osebnega računalnika. Uporabnikom je treba dati ustrezna navodila in priporočila, potrebna za vzdrževanje sprejemljive ravni varnosti v okolju LAN.

Kakovost delovanja omrežja označujejo naslednje lastnosti: zmogljivost, zanesljivost, združljivost, vodljivost, varnost, razširljivost in skalabilnost.

Obstajata dva glavna pristopa k zagotavljanju kakovosti omrežja. Prvi je, da omrežje uporabniku zagotavlja skladnost z določeno številčno vrednostjo kazalnika kakovosti storitve. Na primer, omrežja Frame Relay in ATM lahko uporabniku zagotovijo določeno stopnjo prepustnosti. Pri drugem pristopu (najboljši napor) omrežje skuša čim bolj učinkovito služiti uporabniku, vendar ne jamči ničesar.

Glavne značilnosti delovanja omrežja vključujejo: odzivni čas, ki je opredeljen kot čas med pojavom zahteve za omrežno storitev in prejemom odgovora nanjo; prepustnost, ki odraža količino podatkov, ki jih omrežje prenese na enoto časa, in zakasnitev prenosa, ki je enaka intervalu med trenutkom, ko paket prispe na vhod katerega koli omrežno napravo in trenutek njegovega pojava na izhodu te naprave.

Za oceno zanesljivosti omrežij se uporabljajo različne lastnosti, vključno z: faktorjem razpoložljivosti, kar pomeni delež časa, v katerem se sistem lahko uporablja; varnost, to je sposobnost sistema, da zaščiti podatke pred nepooblaščenim dostopom; toleranca napak - sposobnost sistema, da deluje v pogojih odpovedi nekaterih njegovih elementov.

Razširljivost pomeni možnost relativno enostavnega dodajanja posameznih omrežnih elementov (uporabnikov, računalnikov, aplikacij, storitev), povečanja dolžine omrežnih segmentov in zamenjave obstoječe opreme z zmogljivejšo.

Razširljivost pomeni, da vam omrežje omogoča povečanje števila vozlišč in dolžine povezav v zelo širokem obsegu, medtem ko se zmogljivost omrežja ne poslabša.

Preglednost - zmožnost omrežja, da skrije podrobnosti svoje notranje strukture pred uporabnikom in mu tako poenostavi delo v omrežju.

Upravljivost omrežja pomeni zmožnost centraliziranega spremljanja stanja glavnih elementov omrežja, prepoznavanja in reševanja težav, ki nastanejo med delovanjem omrežja, izvajanja analize delovanja in načrtovanja razvoja omrežja.

Kompatibilnost pomeni, da lahko omrežje vključuje široko paleto programske in strojne opreme.

Topologija– konfiguracijo fizične povezave med omrežnimi vozlišči. Značilnosti omrežja so odvisne od vrste nameščene topologije. Zlasti izbira določene topologije vpliva na:

O sestavi potrebnih omrežno opremo;

Zmogljivosti omrežne opreme;

Možnost širitve omrežja;

Metoda upravljanja omrežja.

Izraz “topologija CN” lahko pomeni fizično topologijo (konfiguracija fizičnih povezav) ali logično topologijo – poti prenosa signala med omrežnimi vozlišči. Fizične in logične topologije CS so lahko enake ali različne. Lokalna omrežja so zgrajene na treh osnovnih topologijah, znanih kot:

· skupni avtobus (bus);

zvezda

Da bi se omrežje uspešno spopadlo z nalogo, mora izpolnjevati zahteve glede zmogljivosti, zanesljivosti itd.

Učinkovitost omrežja določa količino prenesenih podatkov in čas, potreben za njihov prenos. Za oceno zmogljivosti se uporabljajo numerične značilnosti - odzivni čas omrežja, povprečna prepustnost, največja možna prepustnost, zakasnitev prenosa.

Zanesljivost pomeni verjetnost, da omrežje opravlja svoje funkcije. Zanesljivost tehničnih naprav običajno označujeta čas med okvarami in faktor razpoložljivosti (odstotek časa, v katerem se lahko sistem uporablja). Za zanesljivost kompleksnih sistemov je značilna tudi verjetnost dostave sporočila prejemniku.

Varnost pomeni onemogočanje nepooblaščenega dostopa do podatkov ter zagotavljanje zanesljivosti in odpornosti proti namernim destruktivnim dejanjem.

Razširljivost– možnost relativno enostavnega dodajanja novih omrežnih elementov.

Razširljivost– možnost znatnega povečanja velikosti omrežja, vključno s povečanjem števila segmentov.

Preglednost– možnost uporabe omrežnih virov na enak način, ne glede na njihovo dejansko lokacijo – na lokalni računalnik ali na spletu. V tem primeru se zdi, da uporabnik ne "opazi" omrežja, ki dela neposredno z viri.

Podpira različne vrste prometa– sposobnost združevanja funkcij različnih omrežij, na primer televizije, telefona, računalnika.

Nadzorljivost– zmožnost centralnega zaznavanja in odpravljanja težav, porazdelitve virov in pooblastil med uporabniki.

Kompatibilnost– sposobnost interakcije z različno opremo in programsko opremo.

Glede na teritorialne značilnosti so omrežja razdeljena na lokalno, regionalno in globalno.

Regionalna omrežja pokrivajo mesto, okrožje, regijo, majhno republiko. Včasih so poudarjena omrežja podjetij, kjer je pomembno zaščititi podatke pred nepooblaščenim dostopom (na primer omrežje ministrstva za obrambo, bančna omrežja ipd.). Podjetniško omrežje lahko združuje na tisoče in desettisoče računalnikov v različnih državah in mestih (primer je omrežje Microsoft Corporation).

Lokalna omrežja (LAN). Glavni namen vsakega računalniškega omrežja je zagotoviti informacije in računalniške vire uporabnikom, ki so nanj povezani.

S tega vidika lahko LAN obravnavamo kot zbirko strežnikov in delovnih postaj.

Strežnik– računalnik, ki je povezan v omrežje in svojim uporabnikom zagotavlja določene storitve.

Strežniki lahko izvajajo shranjevanje podatkov, upravljanje baze podatkov, obdelavo opravil na daljavo, tiskanje opravil in številne druge funkcije, ki jih morda potrebujejo uporabniki v omrežju. Strežnik– vir omrežnih virov.

Delovna postaja – osebni računalnik, povezan v omrežje, prek katerega uporabnik dostopa do njegovih virov.

Omrežna delovna postaja deluje v omrežnem in lokalnem načinu. Opremljen je z lastnim OS in uporabniku nudi vsa potrebna orodja za reševanje aplikativnih problemov.

Posebno pozornost je treba nameniti eni od vrst strežnikov - datotečni strežnik.

Hrani podatke uporabnikov omrežja in jim omogoča dostop do teh podatkov. To je računalnik z velika zmogljivost OP, trdi diski velika zmogljivost in dodatni magnetni tračni pogoni (streamerji).

Deluje pod posebnim OS, ki uporabnikom omrežja omogoča hkraten dostop do podatkov, ki se na njem nahajajo.

Datotečni strežnik opravlja naslednje funkcije: shranjevanje podatkov, arhiviranje podatkov, prenos podatkov.

Za številne naloge uporaba enega datotečnega strežnika ni dovolj. Nato je lahko v omrežje vključenih več strežnikov.

Računalniška omrežja izvajajo porazdeljeno obdelavo podatkov. Obdelava podatkov je v tem primeru porazdeljena med dva objekta: odjemalec in strežnik.

Stranka– uporabnik naloge, delovne postaje ali računalniškega omrežja.

Med obdelavo podatkov lahko odjemalec strežniku oblikuje zahtevo za izvajanje kompleksnih postopkov, branje datoteke, iskanje informacij v podatkovni bazi itd.

Strežnik izpolni zahtevo, ki jo prejme od odjemalca. Rezultati zahteve se posredujejo stranki. Strežnik zagotavlja shranjevanje podatkov običajna uporaba, organizira dostop do teh podatkov in jih posreduje naročniku.

Stranka obdela prejete podatke in rezultate obdelave predstavi v obliki, ki je za uporabnika primerna. Načeloma se lahko obdelava podatkov izvaja tudi na strežniku. Za podobni sistemi sprejeti pogoji - sistemi odjemalec-strežnik ali arhitektura odjemalec-strežnik.

Arhitektura odjemalec-strežnik se lahko uporablja tako v omrežjih enakovrednih kot v omrežju z namenskim strežnikom.

Omrežje enakovrednih– ni enotnega centra za upravljanje interakcije delovnih postaj in ni enotne naprave za shranjevanje podatkov. Uporabnik omrežja ima dostop do vseh naprav, povezanih z drugimi postajami (diski, tiskalniki).

Prednosti– nizki stroški in visoka zanesljivost.

Napake– odvisnost učinkovitosti omrežja od števila postaj; kompleksnost upravljanja omrežja; težave pri zagotavljanju informacijske varnosti; težave pri posodabljanju in spreminjanju programsko opremo postaje.

Namensko strežniško omrežje– v omrežju eden od računalnikov opravlja funkcije shranjevanja podatkov, namenjenih uporabi vseh delovnih postaj, upravljanja interakcije med delovnimi postajami in številne storitvene funkcije.

Tak računalnik se imenuje omrežni strežnik. Na njem je nameščen omrežni OS in nanj so povezane vse naprave v skupni rabi. zunanje naprave – trdi diski, tiskalniki, modemi.

Prednosti – zanesljiv sistem varstvo informacij; visokozmogljivo; ni omejitev glede števila delovnih postaj; enostavnost upravljanja v primerjavi z omrežji enakovrednih.

Napake– visoki stroški zaradi dodelitve enega računalnika za strežnik; odvisnost hitrosti in zanesljivosti omrežja od strežnika; manj prilagodljivosti v primerjavi z omrežjem enakovrednih.

Povezane informacije.

Topologija računalniška omrežja

Ena najpomembnejših razlik med različni tipi omrežij je njihova topologija.

Spodaj topologija običajno razumejo relativni položaj omrežnih vozlišč glede na drugega. V tem primeru omrežna vozlišča vključujejo računalnike, vozlišča, stikala, usmerjevalnike, dostopne točke itd.

Topologija je konfiguracija fizičnih povezav med omrežnimi vozlišči. Značilnosti omrežja so odvisne od vrste nameščene topologije. Zlasti izbira določene topologije vpliva na:

• o sestavi potrebne omrežne opreme;
• o zmogljivostih omrežne opreme;
• o možnostih širitve omrežja;
• na način upravljanja omrežja.

Razlikujemo naslednje glavne vrste topologij: ščit, obroč, zvezda, mrežna topologija in mreža. Ostale so kombinacije osnovnih topologij in se imenujejo mešane ali hibridne.

Pnevmatika. Omrežja s topologijo vodila uporabljajo za prenos podatkov linearni monokanalni (koaksialni kabel), na koncih katerega so nameščeni posebni vtiči - terminatorji. Potrebni so za

riž. 6.1.

za ugasnitev signala po prehodu skozi avtobus. Slabosti topologije vodila vključujejo naslednje:

• podatki, preneseni po kablu, so na voljo vsem povezanim računalnikom;
• Če vodilo odpove, celotno omrežje preneha delovati.

Prstan je topologija, v kateri je vsak računalnik s komunikacijskimi linijami povezan z dvema drugima: od enega sprejema informacije, od drugega pa jih posreduje in vključuje naslednji mehanizem prenosa podatkov: podatki se zaporedno prenašajo od enega računalnika do drugega, dokler ne dosežejo prejemnikov računalnik. Slabosti topologije obroča so enake kot pri topologiji vodila:

• javna dostopnost podatkov;
• nestabilnost do poškodb kabelskega sistema.

zvezda- to je edina omrežna topologija z jasno določenim središčem, imenovanim omrežno vozlišče ali »hub«, na katerega so povezani vsi ostali naročniki. Funkcionalnost omrežja je odvisna od stanja tega vozlišča. V zvezdasti topologiji ni neposrednih povezav med dvema računalnikoma v omrežju. Zahvaljujoč temu je mogoče rešiti problem dostopnosti javnih podatkov in povečati odpornost kabelskega sistema na poškodbe.

riž. 6.2.

riž. 6.3. Zvezdasta topologija

je topologija računalniškega omrežja, v kateri je vsaka omrežna delovna postaja povezana z več delovnimi postajami v istem omrežju. Odlikuje ga visoka toleranca napak, kompleksnost konfiguracije in prevelika poraba kabla. Vsak računalnik jih ima veliko možne načine povezave z drugimi računalniki. Pretrgan kabel ne bo povzročil izgube povezave med računalnikoma.

riž. 6.4.

Mreža je topologija, v kateri vozlišča tvorijo pravilno večdimenzionalno mrežo. V tem primeru je vsak rob mreže vzporeden s svojo osjo in povezuje dve sosednji vozlišči vzdolž te osi. Enodimenzionalna mreža je veriga, ki povezuje dve zunanji vozlišči (ki imata samo enega soseda) skozi več notranjih vozlišč (ki imata dva soseda - na levi in ​​na desni). S povezavo obeh zunanjih vozlišč dobimo topologijo obroča. Dvodimenzionalne in tridimenzionalne mreže se uporabljajo v arhitekturi superračunalnikov.

Omrežja, ki temeljijo na FDDI, uporabljajo topologijo dvojnega obroča, s čimer dosegajo visoko zanesljivost in zmogljivost. Večdimenzionalna mreža, ki je ciklično povezana v več kot eni dimenziji, se imenuje "torus".

(Sl. 6.5) - topologija, ki prevladuje v velikih omrežjih s poljubnimi povezavami med računalniki. V takih omrežjih je mogoče identificirati posamezne naključno povezane fragmente ( podomrežja ), imajo standardno topologijo, zato jih imenujemo omrežja z mešano topologijo.

Za povezavo velikega števila omrežnih vozlišč se uporabljajo omrežni ojačevalniki in (ali) stikala. Uporabljajo se tudi aktivna vozlišča - stikala, ki imajo hkrati ojačevalne funkcije. V praksi se uporabljata dve vrsti aktivnih vozlišč, ki zagotavljata povezavo 8 ali 16 linij.

riž. 6.5.

Druga vrsta preklopne naprave je pasivno vozlišče, ki vam omogoča organiziranje omrežne podružnice za tri delovne postaje. Majhno število povezljivih vozlišč pomeni, da pasivno zvezdišče ne potrebuje ojačevalnika. Takšni koncentratorji se uporabljajo v primerih, ko razdalja do delovne postaje ne presega več deset metrov.

V primerjavi z vodilom ali obročem je mešana topologija bolj zanesljiva. Okvara ene od komponent omrežja v večini primerov ne vpliva na splošno delovanje omrežja.

Zgoraj obravnavane topologije lokalnega omrežja so osnovne, tj. Prava računalniška omrežja so zgrajena na podlagi nalog, ki jih mora rešiti dano lokalno omrežje, in na strukturi njegovih informacijskih tokov. Tako je v praksi topologija računalniška omrežja je sinteza tradicionalnih tipov topologij.

Glavne značilnosti sodobnih računalniških omrežij

Kakovost delovanja omrežja označujejo naslednje lastnosti: zmogljivost, zanesljivost, združljivost, vodljivost, varnost, razširljivost in skalabilnost.

Na glavne značilnosti produktivnost omrežja vključujejo:

• reakcijski čas – značilnost, ki je opredeljena kot čas med pojavom zahteve za katero koli omrežno storitev in prejemom odgovora nanjo;
• prepustnost – značilnost, ki odraža količino podatkov, ki jih omrežje prenese na časovno enoto;
• zakasnitev prenosa – interval med trenutkom, ko paket prispe na vhod omrežne naprave, in trenutkom, ko se pojavi na izhodu te naprave.

Za ocene zanesljivosti omrežja uporabljajo različne značilnosti, vključno z:

• faktor razpoložljivosti, kar pomeni delež časa, v katerem se sistem lahko uporablja;
• varnost, tiste. sposobnost sistema za zaščito podatkov pred nepooblaščenim dostopom;
• toleranca napak - sposobnost sistema, da deluje v pogojih okvare nekaterih njegovih elementov.

Razširljivost pomeni možnost relativno enostavnega dodajanja posameznih omrežnih elementov (uporabnikov, računalnikov, aplikacij, storitev), povečanja dolžine omrežnih segmentov in zamenjave obstoječe opreme z zmogljivejšo.

Razširljivost pomeni, da vam omrežje omogoča povečanje števila vozlišč in dolžine povezav v zelo širokem obsegu, medtem ko se zmogljivost omrežja ne poslabša.

Preglednost – zmožnost omrežja, da skrije podrobnosti svoje notranje strukture pred uporabnikom in mu s tem poenostavi delo v omrežju.

Nadzorljivost Omrežje pomeni zmožnost centraliziranega spremljanja stanja glavnih elementov omrežja, prepoznavanja in reševanja težav, ki nastanejo med delovanjem omrežja, izvajanja analize delovanja in načrtovanja razvoja omrežja.

Kompatibilnost pomeni, da lahko omrežje vključuje široko paleto programske in strojne opreme.

Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ruske federacije

Državna izobraževalna ustanova

Višja strokovna izobrazba

»Državna univerza Khakass poimenovana po N.F. Katanova"

Inštitut za informatiko in telematiko

Katedra za informatiko in računalništvo

POVZETEK

Računalniška omrežja

v disciplini “Osnove algoritmične kulture”

Izpolnila: študentka 1. letnika

Posebnosti "Uporabna informatika"

(v ekonomiji)

IIT serija 20

Vorontsov E.E.

Preverjeno:

Abakan, 2010

Uvod………………………………………………………………………………………...3

Začetek……………………………………………………………………………………4

Koncept računalniških omrežij………………………………………………………….5

2.1 Klasifikacija računalniških omrežij…………………………………….7

Koncept lokalnega računalniškega omrežja………………………………...11

3.1 Klasifikacija lokalnih računalniških omrežij…………………………11

3.2 Struktura lokalnih računalniških omrežij……………………………….13

3.2.1 Omrežja z enim vozliščem………………………………………………………….13

3.2.2 Omrežja z žičnimi komunikacijskimi linijami…………………………………………………………13

3.2.3 Radijska omrežja……………………………………………………...14

3.2.4 Obročna omrežja…………………………………………………………….15

3.2.5 Hrbtenična omrežja……………………………………………………….16

Trunk mono kanali……………………………………16

Hrbtenični polikanali……………………………………17

3.2.6 Kombinirana omrežja………………………………………………………18

Globalna računalniška omrežja……………………………………………………...18

4.1 Razvrstitev globalnih računalniških omrežij………………………..18

4.2 Prizemna omrežja z več vozlišči …………………………………………………………19

4.2.1 Splošna struktura omrežja……………………………………………………..19

4.2.2 Načelo modemske komunikacije………………………………………………………………20

4.3 Satelitska in kombinirana omrežja……………………………………21

Zaključek…………………………………………………………………………………….22

Literatura………………………………………………………………23

Uvod

Trenutno so računalniška omrežja postala zelo razširjena. To je posledica več razlogov:

Povezovanje računalnikov v omrežje vam omogoča znatne prihranke gotovina z znižanjem stroškov vzdrževanja računalnikov (dovolj je, da imamo na datotečnem strežniku (glavnem računalniku omrežja) določen prostor na disku z nameščenimi programskimi izdelki, ki jih uporablja več delovnih postaj);

Računalniška omrežja omogočajo uporabo poštnega predala za prenos sporočil na druge računalnike, kar omogoča prenos dokumentov iz enega računalnika v drugega v najkrajšem možnem času;

Za organizacijo deljenja datotek se uporabljajo računalniška omrežja s posebno programsko opremo (npr. računovodje lahko na več napravah obdelujejo vnose iz iste knjige).

Med drugim je na nekaterih področjih dejavnosti preprosto nemogoče brez računalniških omrežij. Ta področja so: bančništvo, skladiščno poslovanje velikih podjetij, elektronski arhivi knjižnic itd. Na teh področjih vsaka posamezna delovna postaja načeloma ne more hraniti vseh informacij (predvsem zaradi prevelikega obsega). Omrežje izbranim (prijavljenim na datotečnem strežniku) uporabnikom omogoča dostop do informacij, do katerih jim omogoča operater omrežja.

Namen tega dela je: Študij računalniških omrežij.

Za dosego tega cilja je potrebno rešiti naslednje naloge:

Poiščite in preučite literaturo na to temo;

Naučite se izraza "računalniška omrežja";

Študij klasifikacije računalniških omrežij;

Naredite zaključek o tej temi.

1. Začetek

Računalniki so se v človeškem življenju pojavili ne tako dolgo nazaj, vendar lahko skoraj vsakdo z gotovostjo trdi, da je prihodnost v računalniški tehnologiji.

Na začetku svojega pojava so bili računalniki zajetne naprave, ki so delovale na svetilke in so zavzele toliko prostora, da je bilo za njihovo namestitev potrebna več kot ena soba. Ob vsem tem je bila produktivnost takih strojev v primerjavi s sodobnimi neverjetno nizka.

Čas je tekel. Postopoma so se znanstvena misel in zmožnosti znanstvenikov tako razvile, da je proizvodnja manjših, a zmogljivejših računalnikov postala realnost.

Proces razvoja osebnega računalnika se premika z vedno večjim pospeškom, zato bodo v bližnji prihodnosti računalniki postali obvezen in nepogrešljiv atribut vsakega podjetja, pisarne in večine stanovanj.

Razlog za tako intenziven razvoj informacijske tehnologije je vedno večja potreba po hitri in kakovostni obdelavi informacij, katerih pretok z razvojem družbe raste kot snežna kepa.

Računalniki so se trdno uveljavili sodobni svet, na vseh področjih človekovega delovanja in znanosti, kar ustvarja potrebo po zagotavljanju različne programske opreme. Seveda je to predvsem posledica razvoja elektronske računalniške tehnologije ter njenega hitrega izpopolnjevanja in uveljavljanja na različnih področjih človekovega delovanja.

Povezovanje računalnikov v omrežje je bistveno povečalo produktivnost dela. Računalniki se uporabljajo za industrijske (ali pisarniške) potrebe in za usposabljanje.

2. Pojem računalniških omrežij

Računalniško omrežje je skupek vozlišč (računalnikov, terminalov, perifernih naprav), ki imajo možnost medsebojnega komuniciranja s pomočjo posebne komunikacijske opreme in programske opreme.

Velikosti omrežij so zelo različne - od nekaj medsebojno povezanih računalnikov, ki stojijo na sosednjih mizah, do milijonov računalnikov, razpršenih po vsem svetu (nekateri od njih se lahko nahajajo v vesoljskih objektih).

Omrežja uporabljajo različne omrežne tehnologije. Vsaka tehnologija ima svoje vrste opreme.

Omrežno opremo delimo na aktivno in pasivno. Aktivna oprema– to so računalniške vmesniške kartice, repetitorji, vozlišča; pasivna oprema - kabli, konektorji, patch paneli. Poleg tega je tu še pomožna oprema - naprave za brezprekinitveno napajanje, klimatske naprave in dodatki - montažni regali, omare, kabelske kanale različnih vrst. S fizikalnega vidika je aktivna oprema naprava, ki potrebuje energijo za ustvarjanje signalov; pasivna oprema ne potrebuje energije.

Opremo računalniških omrežij delimo na končne sisteme (naprave), ki so viri in/ali porabniki informacij, in vmesne sisteme, ki zagotavljajo prehod informacij skozi omrežje.

Končni sistemi vključujejo računalnike, terminale, omrežne tiskalnike, fakse, registrske blagajne, čitalnike črtnih kod, glasovne in video komunikacije ter vse druge periferne naprave.

Vmesni sistemi vključujejo vozlišča (repetitorje, mostove, stikala), usmerjevalnike, modeme in druge telekomunikacijske naprave ter kabelsko ali brezžično infrastrukturo, ki jih povezuje.

Dejanje, ki je za uporabnika »uporabno«, je izmenjava informacij med končnimi napravami.

Za aktivno komunikacijsko opremo se koncept zmogljivosti uporablja na dva različna načina. Poleg »bruto« količine nestrukturiranih informacij, ki jih oprema prenese na časovno enoto (bit/s), jih zanima tudi hitrost obdelave paketov, okvirjev ali celic. Seveda je določena tudi velikost struktur (paketov, okvirjev, celic), za katere se meri hitrost obdelave. V idealnem primeru bi morala biti zmogljivost komunikacijske opreme tako visoka, da lahko obdeluje informacije na vseh vmesnikih (pristaniščih) pri njihovi polni hitrosti.

Za organizacijo izmenjave informacij je treba razviti nabor programske in strojne opreme, porazdeljene po različnih omrežnih napravah. Sprva so razvijalci in dobavitelji omrežnih orodij poskušali slediti svoji poti in reševati celo vrsto problemov z lastnim naborom protokolov, programov in opreme. Izkazalo pa se je, da so rešitve različnih ponudnikov med seboj nekompatibilne, kar je povzročilo veliko nevšečnosti uporabnikom, ki iz različnih razlogov niso bili zadovoljni z naborom zmogljivosti, ki jih ponuja le eden od ponudnikov. Z razvojem tehnologije in širjenjem nabora ponujenih storitev se je pojavila potreba po dekompoziciji omrežnih nalog – razčlenitvi na več med seboj povezanih podopravil z določitvijo pravil interakcije med njimi. Razčlenitev naloge in standardizacija protokolov omogoča, da pri njenem reševanju sodeluje veliko število razvijalcev programske in strojne opreme, proizvajalcev pomožne in komunikacijske opreme, ki vse te sadove napredka prinašajo končnemu uporabniku.

Uporaba odprtih tehnologij in spoštovanje splošno sprejetih standardov nam omogoča, da se izognemo učinku babilonskega pandemonija. Seveda standard postane zavora pri razvoju, a nekdo naredi preboj in njegova nova lastniška tehnologija se sčasoma razvije v nov standard.

2.1 Klasifikacija računalniških omrežij

Celotno paleto računalniških omrežij lahko razvrstimo po različnih kriterijih:

1) način organizacije omrežja;

2) teritorialna razporeditev;

3) oddelčna pripadnost;

4) hitrost prenosa informacij;

5) vrsta prenosnega medija;

6) topologija;

7) organizacija interakcije med računalniki.

Glede na način organizacije delimo omrežja na prava in umetna.

Umetna računalniška omrežja (psevdo-omrežja) omogočajo medsebojno povezavo računalnikov prek serijskih ali vzporednih vrat in ne zahtevajo dodatnih naprav. Včasih se komunikacija v takem omrežju imenuje ničelna modemska komunikacija (modem se ne uporablja). Sama povezava se imenuje null modem. Umetna omrežja se uporabljajo, ko je potrebno prenesti informacije iz enega računalnika v drugega. MS-DOS in Windows sta opremljena s posebnimi programi za izvajanje null modemske povezave. Glavna pomanjkljivost teh računalniških omrežij je nizka hitrost prenosa podatkov in možnost povezave le dveh računalnikov.

Prava računalniška omrežja omogočajo povezovanje računalnikov s pomočjo posebnih preklopnih naprav in fizičnega medija za prenos podatkov. Glavna pomanjkljivost pravih omrežij je potreba po dodatnih napravah.

Glede na teritorialno razporeditev delimo računalniška omrežja na lokalna, globalna in regionalna.

Lokalna računalniška omrežja so omrežja, ki pokrivajo površino največ 10 kvadratnih metrov. m So zaprta omrežja, dostop do njih je dovoljen le omejenemu krogu uporabnikov, za katere je delo v takem omrežju neposredno povezano z njihovimi poklicnimi dejavnostmi.

Regionalna računalniška omrežja so omrežja, ki se nahajajo v mestu ali regiji

Globalna računalniška omrežja so omrežja, ki se nahajajo na ozemlju države ali skupine držav. Na primer svetovni splet. So odprti in osredotočeni na služenje vsem uporabnikom.

Izraz »korporacijsko omrežje« se v literaturi uporablja tudi za označevanje kombinacije več omrežij, od katerih je vsako lahko zgrajeno na različnih tehničnih, programskih in informacijskih principih.

Glede na resorsko pripadnost ločimo resorsko in državno mrežo.

Oddelčna računalniška omrežja pripadajo eni organizaciji in se nahajajo na njenem ozemlju.

Vladna računalniška omrežja so omrežja, ki se uporabljajo v vladnih agencijah.

Računalniška omrežja glede na hitrost prenosa informacij delimo na nizko-, srednje- in visokohitrostna.

Nizkohitrostna računalniška omrežja so omrežja s hitrostjo prenosa informacij do 10 Mbit/s.

Srednjehitrostna računalniška omrežja so omrežja s hitrostjo prenosa informacij do 100 Mbit/s.

Hitra računalniška omrežja so omrežja s hitrostjo prenosa informacij nad 100 Mbit/s.

Računalniška omrežja glede na vrsto prenosnega medija delimo na žično-koaksialna, dvožilna, optična, brezžična (s prenosom informacij po radijskih kanalih, v infrardečem območju).

Po topologiji računalniška omrežja delimo na računalniška omrežja s končnim vozliščem, računalniška omrežja z vmesnim vozliščem in računalniška omrežja s sosednjim vozliščem.

Računalniška omrežja končnih vozlišč so omrežja, v katerih se vozlišče nahaja na koncu samo ene veje.

Računalniška omrežja z vmesnim vozliščem so omrežja, v katerih se vozlišče nahaja na koncih več kot ene veje.

Sosednja računalniška omrežja so omrežja, v katerih so vozlišča povezana z vsaj eno potjo, ki ne vsebuje drugih vozlišč.

Omrežno vozlišče je računalnik ali omrežna preklopna naprava. Veja omrežja je pot, ki povezuje dve sosednji vozlišči.

Z vidika organizacije interakcije računalnikov so omrežja razdeljena na enakovredna in hierarhična.

Vsi računalniki v omrežju enakovrednih imajo enake pravice. Vsak uporabnik omrežja lahko dostopa do podatkov, shranjenih na katerem koli računalniku.

Omrežja enakovrednih je mogoče organizirati z uporabo tega operacijski sistemi, kot so Windows"3.11, Novell Netware Lite. Ti programi delujejo tako z DOS kot Windows. Omrežja enakovrednih je mogoče organizirati tudi na podlagi vseh sodobnih 32-bitnih operacijskih sistemov in nekaterih drugih.

Prednosti omrežij enakovrednih:

1. Najbolj enostaven za namestitev in upravljanje.

2. Operacijski sistemi DOS in Windows imajo vse potrebne funkcije, ki omogočajo izgradnjo omrežja enakovrednih.

Slabost: v omrežjih enakovrednih je težko rešiti vprašanja informacijske varnosti. Zato se ta način organizacije omrežja uporablja za omrežja z majhnim številom računalnikov.

V hierarhičnem omrežju, ko je omrežje nameščeno, je eden ali več računalnikov vnaprej dodeljenih za upravljanje izmenjave podatkov po omrežju in distribucije virov. Tak računalnik se imenuje strežnik. Vsak računalnik, ki ima dostop do storitev strežnika, se imenuje omrežni odjemalec ali delovna postaja.

Strežnik v hierarhičnih omrežjih je trajna shramba skupnih virov. Strežnik sam je lahko samo odjemalec strežnika na višji hierarhični ravni. Zato se hierarhična omrežja včasih imenujejo omrežja namenskih strežnikov. Strežniki so običajno visoko zmogljivi računalniki, po možnosti z več vzporednimi procesorji, trdimi diski velike zmogljivosti in omrežno kartico visoke hitrosti (100 Mbit/s ali več).

Hierarhični omrežni model je najbolj zaželen, saj vam omogoča, da ustvarite najbolj stabilno omrežno strukturo in bolj racionalno porazdelite vire. Druga prednost hierarhičnega omrežja je višja stopnja zaščite podatkov.

Slabosti hierarhičnega omrežja v primerjavi z omrežji enakovrednih vključujejo:

1. potreba po dodatnem OS za strežnik.

2. večja zahtevnost namestitve in nadgradnje omrežja.

3. potreba po dodelitvi ločenega računalnika kot strežnika

Obstajata dve tehnologiji za uporabo strežnika: tehnologija datotečnega strežnika in arhitektura odjemalec-strežnik.

Prvi model uporablja datotečni strežnik, na katerem je shranjenih večina programov in podatkov. Na zahtevo uporabnika se mu pošljejo potrebni program in podatki. Obdelava informacij se izvaja na delovni postaji.

V sistemih z arhitekturo odjemalec-strežnik se podatki izmenjujejo med odjemalsko aplikacijo in strežniško aplikacijo. Podatki se shranjujejo in obdelujejo na zmogljivem strežniku, ki tudi nadzoruje dostop do virov in podatkov. Delovna postaja prejme le rezultate poizvedbe. Razvijalci aplikacij za obdelavo informacij pogosto uporabljajo to tehnologijo.

3. Koncept lokalnega računalniškega omrežja

Lokalno omrežje je niz računalnikov, perifernih naprav (tiskalniki ipd.) in stikalnih naprav, povezanih s kabli. Lokalna omrežja delimo na institucionalna (omrežja pisarn podjetij, organizacijsko upravljavska omrežja in druga omrežja, ki se med seboj razlikujejo po terminologiji, a so si po ideološkem bistvu skoraj enaka) in omrežja za upravljanje tehnoloških procesov v podjetjih.

Za lokalna omrežja je značilno, da so razdalje med komponentami omrežja razmeroma majhne in običajno ne presegajo nekaj kilometrov. Lokalna omrežja se razlikujejo po vlogi in pomenu osebnih računalnikov v omrežju, strukturi, načinih dostopa uporabnikov do omrežja, načinih prenosa podatkov med komponentami omrežja itd. Vsako od omrežij, ki jih ponujamo na trgu, ima svoje prednosti in slabosti. Izbira omrežja je odvisna od števila priključenih uporabnikov, njihove prioritete, zahtevane hitrosti in dometa prenosa podatkov, zahtevane prepustnosti, zanesljivosti in stroškov omrežja.

3.1 Klasifikacija lokalnih računalniških omrežij

Lokalna računalniška omrežja lahko razvrstimo po naslednjih merilih:

1. glede na vlogo osebnega računalnika v omrežju:

Omrežja s strežnikom;

Enakovrstna (peer-to-peer) omrežja.

2. glede na strukturo (topologijo) omrežja:

Eno vozlišče ("zvezda");

Prstan ("prstan");

Prtljažnik ("avtobus");

Kombinirano.

3. po načinu dostopa uporabnikov do virov in naročnikov omrežja:

Omrežja z uporabniško povezavo na določenih naročniških naslovih po principu preklopa tokokrogov (»zvezda«);

Omrežja s centraliziranim (programskim) upravljanjem povezav

uporabniki v omrežje (»ring« in »bus«);

Omrežja z disciplino storitev naključnega uporabnika (»bus«).

4. po vrsti komunikacijskega medija za prenos informacij:

Omrežja, ki uporabljajo obstoječa službena telefonska omrežja;

Omrežja na posebej položenih kabelskih komunikacijskih linijah;

Kombinirana omrežja, ki združujejo kabelske linije in radijske kanale.

5. glede na disciplino uporabniškega servisa (način dostopa uporabnika do omrežja):

Prioriteta, določen NCC, ko uporabniki dostopajo do omrežja

v skladu s prioritetami, ki so jim dodeljene (stalne ali spremenljive);

Neprioritetno, ko imajo vsi uporabniki omrežja enake pravice do dostopa do omrežja.

6. o umeščanju podatkov v omrežne komponente:

S centralno banko podatkov;

S porazdeljeno banko podatkov;

S kombiniranim sistemom umestitve podatkov.

3.2 Struktura lokalnih računalniških omrežij

3.2.1 Omrežja z enim vozliščem

V lokalnih omrežjih se uporabljajo predvsem omrežja z enim vozliščem (zvezda). Kot komunikacijska sredstva se lahko uporabljajo telefonske linije in avtomatske telefonske centrale organizacij, podjetij, podjetij itd., Posebej položeni kabelski vodi in kanali za prenos radijskih signalov.

3.2.2 Žična omrežja

Način dostopa do omrežja je klicanje naročnika po njegovem omrežnem imenu s preklapljanjem vezij v komunikacijskem vozlišču (CC). Metoda preklapljanja kanalov zagotavlja povezavo naročnikov prek CC med prenosom sporočila. Hkrati lahko družba za upravljanje organizira prednostni dostop do naročniškega omrežja.

Prednosti te vrste omrežja so:

Enostavnost in nizki stroški povezovanja uporabnikov omrežja;

Enostavno upravljanje omrežja;

Možnost povezovanja in odklopa naročnikov brez zaustavitve omrežja;

Ima tudi svoje slabosti:

Hitrost prenosa sporočil je odvisna od števila naročnikov, intenzivnosti sprejemanja in prenosa sporočil ter tehničnih zmožnosti družbe za upravljanje;

Zanesljivost omrežja določa zanesljivost družbe za upravljanje;

Velika skupna dolžina in nizka učinkovitost uporabe fizičnega medija za prenos signala;

Za večjo zanesljivost so sistemi upravljanja zgrajeni po modularnem principu, ki vključuje delovne in rezervne module. Diagnostični sistem oceni delovanje delovnega modula in po potrebi preklopi omrežje na delo z rezervnim modulom.

Primer omrežja z enim vozliščem je Arcnet (ZDA). Čeprav omrežje nima statusa mednarodnega standarda, se pogosto uporablja za gradnjo majhnih institucionalnih omrežij. Omrežje vključuje 8-kanalni CC. Število naročnikov lahko povečate s povezovanjem novih družb za upravljanje.

3.2.3 Radijska omrežja

Struktura omrežja je podobna omrežju z enim vozliščem, le sporočila v omrežju se ne prenašajo po žičnih komunikacijskih linijah, temveč po radijskih povezavah. V ta namen je vsak računalnik opremljen z naročniško radijsko postajo (ARS). Naročniške radijske postaje so med seboj povezane preko centralne radijske postaje (CRS).

Metode dostopa do omrežja so naključne. Najenostavnejša je metoda ALOHA - naročnik zaseže kanal in izda sporočilo, ne glede na to, ali so v omrežju druga sporočila ali ne. To lahko povzroči kolizije sporočil v omrežju in njihovo medsebojno izkrivljanje. Poškodovana sporočila se ponovno pošiljajo v naključnih intervalih. Ko sporočila trčijo, se izgubi aktivni omrežni čas, ki je enak vsoti časa prenosa obeh sporočil.

Za zmanjšanje verjetnosti kolizij se uporabljajo modifikacije te metode: dostop zaznavanja nosilca (CSMA) in dostop zaznavanja nosilca z zaznavanjem trkov (CSMA/CD). Neentitetno nadzorovan dostop pomeni, da naročnik »posluša« omrežje in posreduje sporočilo samo brezplačno omrežje. Kolizije so možne, ko dva ali več naročnikov začne oddajati hkrati. Poškodovana sporočila se ponovno pošljejo.

Pri dostopu zaznavanja operaterja z zaznavanjem kolizije naročnik »posluša« omrežje, pošlje sporočilo v nedejavno omrežje in spremlja možnost kolizije sporočil. Če naročniki začnejo oddajati istočasno, se sporoča sporočila takoj uničijo, ne da bi si vzeli čas za prenos poškodovanih sporočil. Metodi CSMA in GSMA/CD se uporabljata pri večjih obremenitvah omrežja kot metoda ALOHA.

Metode naključnega dostopa se izvajajo s pomočjo EMVOS vsakega osebnega računalnika, zato so bolj zanesljive od metod centraliziranega dostopa, ki jih izvaja programska oprema NCC.

Prednosti omrežja:

Možnost komunikacije s premikajočimi se naročniki;

Možnost povezovanja in odklopa naročnikov brez zaustavitve omrežja.

Napake:

Sposobnost poslušanja vseh naročnikov;

Izpostavljenost industrijskim in atmosferskim motnjam;

Prisotnost "mrtvih con", ki jih povzročajo strukture zgradb in prostorov.

Mreže radijskih kanalov se zdaj vse pogosteje uporabljajo tam, kjer je potrebna komunikacija z obstoječimi naročniki.

3.2.4 Obročna omrežja

Omrežne komunikacije vključujejo fizični medij za prenos signala v obliki obroča, ki povezuje računalnike, dostopovne enote in naprave za shranjevanje.

Blok dostopa je tehnična naprava za povezavo računalnika s fizičnim okoljem. Dostopni bloki so razdeljeni v dve skupini: dostop brez zloma celovitosti fizičnega medija za prenos signala in dostop z zlomom fizičnega medija in njegovo ponovno vzpostavitvijo z dostopnim blokom. Na primer, do žičnih komunikacijskih linij je mogoče dostopati brez prekinitve fizičnega medija, do optičnih linij pa je mogoče dostopati le brez prekinitve signalnega medija. Sporočilo, ki ga posreduje naročnik, vstopi skozi dostopovno enoto v fizično okolje in se premika po obroču. Repetitor zakasni sporočilo za čas, ki je potreben za določitev naročnikovega naslova in sprejem le-tega s strani naročnika ter obnovi oslabljene in popačene električne signale sporočila. Del fizičnega medija med dvema sosednjima repetitorjema se imenuje segment.

Prednosti omrežja:

Enostavna izvedba komunikacijske linije od točke do točke (v vsakem trenutku sta povezani le dve točki - dva naročnika), kar zmanjšuje zahteve glede fizičnega okolja;

Enostavnost organizacije potrditve prejema sporočila;

Majhna skupna dolžina fizičnega medija;

Napake:

Nizka zanesljivost, ker izpad dela fizične moči ali repetitorja povzroči delovanje celotnega omrežja;

Nezmožnost povezovanja in odklopa naročnikov brez zaustavitve omrežja;

Največja zakasnitev prenosa sporočila je odvisna od števila naročnikov;

Za povečanje zanesljivosti in zmogljivosti omrežja se uporablja dvojni obroč. Sporočila v obročih potujejo v različne smeri. Če je eno zvonjenje moteno, se zmanjša le zmogljivost omrežja. Če sta prekršena oba obroča, tisti, ki so najbližje kršitvi, samodejno obnovijo kroženje informacij v enem obroču.

Primer obročnega omrežja: Token Ring Network (podružnica IBM v Zürichu). Omrežje ima status svetovnega standarda, njegova dolžina doseže 2 km in služi do 256 naročnikov.

3.2.5 Hrbtenična omrežja

3.2.5.1 Glavni mono kanali

Vsi naročniki so povezani na en fizični medij, ki je hrbtenica (bus). Sporočilo, ki ga pošlje uporabnik, prispe preko podatkovnega bloka do vseh naročnikov omrežja.

Prednosti omrežja:

Večja zanesljivost kot obročna omrežja, saj izpad naročnika ne vpliva na delovanje omrežja;

Možnost povezovanja in odklopa naročnikov brez zaustavitve omrežja v primeru nedestruktivne povezave naročnikov s fizičnim okoljem;

Najkrajša dolžina fizičnega medija.

Dvojni mono kanali se uporabljajo za izboljšanje zanesljivosti in prepustnosti.

Primer hrbtenične enokanalne strukture je Ethernet omrežje, ki je industrijski standard podjetij Intel, DEC in Xerox. Omrežje je osnova mednarodnega standarda, služi do 1000 naročnikov z dolžino omrežja do 10 km, dostop do omrežja se izvaja s protokoli CSMA/CD.

3.2.5.2 Polikanali hrbtenice

Polikanal je skupina komunikacijskih medijev, ki delujejo na istem fizičnem mediju in so namenjeni organizaciji več omrežij za različne namene. V ta namen se uporablja širokopasovni fizični medij, kot je širokopasovni koaksialni kabel ali kabel z optičnimi vlakni.

Prednosti omrežja:

Visoka prepustnost, ki omogoča prenos velikih tokov različnih informacij;

Sposobnost organiziranja več omrežij za različne namene v enem fizičnem okolju (na primer v velikih finančnih organizacijah, informacijskih in večpanožnih podjetjih).

Slabosti omrežja:

Težavnost delovanja;

Visoki stroški opreme.

Hrbtenične polikanale razvijamo in izdelujemo po posebnih naročilih.

3.2.6 Kombinirana omrežja

Vsaka od zgornjih omrežnih struktur ima določene prednosti in slabosti. Nekatere pomanjkljivosti je mogoče odpraviti in učinkovitost omrežja povečati s kombiniranjem (strukturiranjem) različnih topologij.

Prednosti omrežij:

Možnost enostavne širitve naročnikov in omrežnih virov;

Spreminjanje konfiguracije strukture omrežja;

Izboljšanje zanesljivosti omrežja;

Podaljšanje življenjskega cikla.

Slabost takih sistemov je njihova višja cena zaradi dodatne strojne in programske opreme omrežja.

4. Globalna računalniška omrežja

4.1 Klasifikacija globalnih računalniških omrežij

Globalna računalniška omrežja lahko razvrstimo po naslednjih merilih:

1. po vrsti komunikacijskega sredstva:

Prizemna omrežja z več vozlišči

Satelitska radijska omrežja

Kombinirana omrežja

2. glede na način preklapljanja sporočil

Preklop tokokroga

Preklapljanje sporočil

Paketno preklapljanje

Prilagodljivo preklapljanje

3. z izbiro poti prenosa sporočila:

Fiksne poti

Usmerjena izbira poti

Naključne poti

Lavinska metoda

4.2. Prizemna omrežja z več vozlišči

4.2.1. Splošna struktura omrežja

Delovni računalniki omrežja so lahko vsi razredi računalnikov od osebnih računalnikov do superračunalnikov. Uporabljajo se tudi ločeni priključki (T). Naročniki se v omrežje povezujejo preko telefonskih in telegrafskih komunikacijskih kanalov na priključnih točkah (TP). Uporabniki dostopajo do omrežnih virov prek preklopnih vozlišč. Vsako preklopno vozlišče (SM) služi določenemu številu uporabnikov, običajno tistim, ki so najbližje vozlišču. Arhitekturo družbe za upravljanje sestavljajo računalniki s posebno omrežno programsko opremo in komunikacijsko opremo. Družbe za upravljanje so lahko servisirane ali nenadzorovane, tj. delujejo v avtomatskem načinu. CM-ji opravljajo pomembne omrežne funkcije: analizirajo in generirajo omrežne naslove naročnikov, kodirajo sporočila, spremljajo in popravljajo napake, ki se pojavljajo med prenosom informacij, upravljajo tokove sporočil, izbirajo optimalno pot prenosa sporočil za dano situacijo itd. Eden od CM-jev deluje kot prehod ali most.

Center za nadzor omrežja (NCC), kjer deluje skrbnik omrežja, je združen z enim od centrov za upravljanje. NCC praviloma vključuje najmočnejši računalnik v omrežju s posebno programsko opremo.

Glavni kanali za prenos podatkov visoke hitrosti (MSDC) so praviloma položeni med družbami za upravljanje na podlagi koaksialnih, večjedrnih in optičnih kablov. V skrajnem primeru se uporabljajo telefonske linije s povprečno hitrostjo prenosa podatkov.

Prednosti omrežja z več vozlišči:

Možna je uporaba predhodno priloženih komunikacijskih kanalov

Sprejemljiva uporaba v različne dele omrežja različnih fizičnih medijev in podatkovnih hitrosti

Možnost prijave na različne načine preklapljanje in izbira poti prenosa sporočila

Slabosti omrežja z več vozlišči:

Težave pri namestitvi na težko dostopnih mestih

Nezmožnost komuniciranja s premikajočimi se naročniki

4.2.2. Princip modemske komunikacije

Za prenos diskretnega binarnega signala iz izhoda enega računalnika na vhod drugega preko analognega telefonska linija komunikacije, mora biti ta signal pretvorjen v standardno obliko prenosa signala po telefonski liniji. To pretvorbo imenujemo modulacija, naprava, ki izvaja pretvorbo, pa modulator. Na vhodu računalnika, ki sprejema sporočilo, je treba narediti inverzno pretvorbo, ki ji rečemo demodulacija, naprava pa mora biti demodulator. Ker računalnik prenaša in sprejema sporočila, sta modulator in demodulator združena v eni napravi, imenovani modem. Modemi so na voljo kot samostojne enote in kot vgrajeni v računalnike. Odvisno od kakovosti modemov in komunikacijskih linij je hitrost prenosa podatkov preko modemov 2400,4800,9600 bps.

Za izmenjavo informacij dveh računalnikov je poleg modema in fizičnega medija za prenos signala potrebna posebna programska oprema, ki usklajuje delovanje računalnika in podpira komunikacijska orodja. Večina modemov samodejno določi hitrost sprejema informacij, preizkusi kakovost komunikacijske linije in tudi kodira sporočila s posebnimi kodami, odpornimi na hrup.

Običajna vrsta modema vam omogoča prenos samo besedilnih informacij, zato se včasih imenuje telefonski modem. Poleg telefonskega modema se proizvajajo faks modemi, ki lahko prenašajo grafične informacije: poslovna pisma s podpisi in pečati, risbe, skice, risbe, fotografije. Za vsestransko delo uporabnika v omrežju mora biti na računalnik priključen skener.

4.3 Satelitska in kombinirana omrežja

Uporaba vesoljskih komunikacijskih satelitov je privedla do možnosti ustvarjanja globalnih radijskih omrežij. Komunikacijski mediji vključujejo komunikacijske satelite (CS), zemeljske radie (PC) in žične komunikacije med računalnikom in prizemnimi radii.

Prednosti satelitskih omrežij:

Z uporabo različnih frekvenc lahko organizirate več omrežij, ki delujejo vzporedno in se med seboj ne motijo.

Enostavna komunikacija s premikajočimi se naročniki

Polaganje komunikacijskih kanalov na težko dostopnih mestih je relativno poceni

Slabost: visoki stroški izvajanja satelitskih komunikacij.

Trenutno med globalna omrežja Vse bolj se uveljavljajo kombinirana omrežja, v katerih se prenos podatkov prek prizemnih sistemov upravljanja dopolnjuje z radijsko komunikacijo med naročniki in družbo za upravljanje ter po potrebi s satelitsko komunikacijo.

Zaključek

Če zaključimo po vsem navedenem, razumemo, da zavzemajo računalniška omrežja posebno mesto v našem vsakdanjem življenju, v naših proizvodnih dejavnostih in na drugih področjih. Povezovanje računalnikov v omrežje omogoča ljudem, da poiščejo informacije, ki jih potrebujejo, z uporabo virov drugih računalnikov, komunicirajo med seboj, ne da bi zapustili svojo sobo, in komunicirajo z ljudmi, ki so na velikih razdaljah. Poleg tega računalniška omrežja omogočajo hiter prenos informacij na milijone kilometrov, kar omogoča pospešitev dela katerega koli podjetja.

Ta povzetek je obravnaval tako pomembna vprašanja, kot so koncept računalniških omrežij, njihova klasifikacija, pa tudi koncept lokalnih in globalnih omrežij. Prikazane so bile tudi primerjalne značilnosti, prednosti in slabosti trenutno najbolj priljubljenih informacijskih tehnologij: lokalnega računalniškega omrežja in globalnega računalniškega omrežja. So noter ta trenutek osnova našega življenja. Nobeno podjetje, kot je tovarna, obrat ali katero koli zasebno podjetje, ne bi moglo opravljati svojega dela brez računalnikov, povezanih v omrežje, saj je povezava računalnikov v omrežje bistveno povečala produktivnost dela.

Obstaja veliko drugih učinkovitih in uporabnih tehnologij, njihovo število se vsak dan povečuje. Da bi sledili ritmu sodobnega življenja, morate biti nenehno seznanjeni z najnovejšo strojno opremo osebnega računalnika, sistemsko programsko opremo in uporabljenimi računalniškimi tehnologijami.

Računalniška oprema (strežnik). Za... veliko več. 5. Dodelitev lokalnega računalnik omrežja Lokalno računalnik mreža- je zveza določene količine ...

Računalnik omrežja (13)

Povzetek >> Računalništvo

Ali brez. Povzetek. Računalnik omrežja povzetek Od danes ... ljudje, potem temu primerno uporaba računalnik omrežja v našem vsakdanjem življenju in študiju... nastop na temo “ Računalnik omrežja" povzetek. Omrežja neločljivo povezana s procesi...

Računalnik omrežja (10)

Povzetek >> Komunikacije in komunikacije

Sprejeto za projektiranje in gradnjo omrežja. Računalnik mreža(Omrežje) je skupina ... projekt izračunava lokalno računalnik omrežja v skladu z zgradbo... Olifer V. G. Olifer N. A. Računalnik omrežja. Principi, tehnologije, protokoli. učbenik ...

Računalnik omrežja koncept in vrste

Povzetek >> Računalništvo

Lokalne oblasti, podjetja in organizacije. RAČUNALNIK OMREŽJA. Računalnik mreža- združevanje več računalnikov za... 2008. VSEBINA: UVOD. Računalnik omrežja. Lokalno računalnik omrežja. Globalno računalnik omrežja. ZAKLJUČEK. SEZNAM RABLJENIH...