Информационные потоки

Упралвение информационными потоками в корпорации

Сетевые информационные технологи

1.1 Типы сетей

Любые сети, созданные или проложенные по каким-либо территориям с помощью технических средств и ориентированные на обслуживание различных категорий пользователей, составляют инженерную инфраструктуру жилых и производственных объектов, городов и государств. Они имеют определенную структуру, позволяющую наиболее эффективно реализовать потребности государств, общественных формаций, отраслей хозяйства и личностей. В информационных процессах, системах и технологиях под термином «сеть» понимают как минимум несколько компьютеров и иных вычислительных машин, соединенных между собой с помощью специального оборудования для обеспечения вычислений и обмена различными видами инфрмации.

Сложные сети подразмумевают большое количество пользователей, разветленную структуру, узлы коммутации и коммуникации, соединяющие всех в единую структуру.

Сети могут быть классифицированы по следующим признакам, представленным ниже.

Признак классификации 1. По функциональной принадлежности 2. С точки зрения организации 3. по методу передачи сообщений в сети 4. по методу передачи данных 5. по типу используемых средств передачи информации 6. по количеству используемых ЭВМ в сети 7. по способу управления сети 8. по области использования (распространения)
Тип сетей Коммуникационные
Вычислительные<br
Информационные
реальные
искуственные
одноранговые
с приоритетным доступом
с челночным опросом
методом пакетов — маркеров
передачей данных по выделенным каналам связи
с коммутацией каналов
с коммутацией сообщений
с коммутацией пакетов сообщений
проводные (каьельные)
беспроводные (спутниковые и радио)
комбинированные
малые (до 1) ПК)
средние (до 30 ПК)
большие (более 30 ПК)
централизованные
децентрализованные
смешанные
локальные
региональные
глобальные сети

Структура построения сетей (топология) в первую очередь определяется способом соединения компьютеров между собой.
Топология — описание способа физического соединения серверов и рабочих станций
Сеть типа «звезда». Она управляется центральным комьютером (сервером) к которому через концентратор подключаются все ПК. К одному концетратору можно подключить до 16 и более ПК, расположенных на расстоянии до 100 м от него.
При кольцевой тезнологии сети все ПК связаные друг с другом по кругу. При этом так же существуюет вероятность выхода из строя любого компьютера и нарушении работы всей сети

Основня проблема при кольнцовй технологгии заключается в том, что каждая ПК должно активно учавствовать в пересылке информаци и в случае выхода из строя одной из них вся сеть парализуется. Кроме того, подключение новой ПК требует краткосрочного выключения сети.
Достоинства кольцевой топологии являются равенство компьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость. Огрничения на протяженность такой сети не сущестует, т.к она определяется исключительно расстоянимем между двумя ПК.

Топология глобальной вычислительной сети.

Расширение локальных сетей, как базовых, так и комбинированных топологий из-за удлинения линий связи приводит к необходимости их расчленения и создания распределенных сетей, в которых компонентами служат не отдельные компьютеры, а отдельные локальные сети, иногда называемые сегментами.

При соединении компьютеров или сетей (локальных или распределенных), удаленных на большие расстояния, используются каналы связи и устройства коммутации, называемые маршрутизаторами.

Координация разработок сетей в настоящее время осуществялется на осное так называемой семиуровневой базовой модели OSI (Open System interconnection — взимодействие открытых систем), предложенной Международной организацией по стандартизации ISO.
В настоящее время большая часть протоколов и аппаратных средств отвечают основопологающим принципам модели взаимодействия открытых систем и OSI. И, вообще, беспрепятственный, быстрый обмен информацией и надежная связь в современных КИС зависят глявным образом от того, наскольки разработчики и производители будут следовать стандартной модели OSI.
Основным понятие модели является система — автономная совокупность вычислительных средств, осуществляющих обработку данных прикладных процессов пользователей. Прикладной процесс — важнейшний компонент системы, обеспечивающий обработку информации.

Процессы, которые происходят в среде передачи данныз на канальном уровне эталонной модели OSI

Если одно устройство хочет отправить данные дргому устройству, то оно может установить связь с тим устройство, используя его адрес доступа к среде передачи данных (MAC-адрес)). Перед отправкой данных в сеть, источник прикрепляет у ним MAC-адрес требуемого получателя. По мере движения данных по носителю сетевые адаптеры (NIC) каждого устройства в сети сравнивают свой мак адрес с физическим адресом, содержащимся в пакете данных. Если эти адреса не совпадают, сетевой адаптер игнорирует пакет данных и тот продолжает движения по сети к следующему узлу. Если адреса совпадают, сетевой адаптер делает копию пакета данных и размещает ее на канальном ровне компьютера. После этого, исходный пакет данных продолжает движение по сети, и каждый следующий сетевой адаптер проводит аналогичную процедуру сравнения.

Хотя подход, при котором данные отправляются каждому устройству в сети, оправдывает себя для сравнительно небольших сетей, легко заметить, что с увеличением сети возрастает трафик. Это может стать серьезной проблемой, поскольку в один момент времени в кабеле может находиться только один пакет данных. В том случае, когда все устройства в сети объединяются одним кабелем, такой подход приводит к замедлению движения потока данных по сети.

Сетевыми устройствами называются аппаратные средства, используемые для объединения сетей. ПО мере увеличения размеров и сложности компьютерных сетей, усложняются и сетевые устройства, которые их соединяют. Однако, все сетевые устройства служат для решения одной или нескольких общих задач:

  • Увеличивают число узлов, подключаемых к сети. Узлом называется конечная точка сетевого соединения или общая переходная точка двух или более линий в сети. Узлами могут быть процессоры, контроллеры или рабочие станции. Они отличаются способом маршрутизации и другими возможностями; могут соединяться линиями связи и служат точками управления сети. Термин «узел» иногда используется в олее широком смысле для обозначения любого объекта, имеющего доступ к сети, и часто употребляется как синоним термина «устройство»;
  • Увеличивают расстояние, на которое может простираться сеть;
  • Локализуют трафик в сети;
  • Для объединения существующих сетей;
  • Изолируют сетевые проблемы, делая их диагностику более простой.
    К основным сетевым устройствам относятся: повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы и маршрутизаторы.

ПОВТОРИТЕЛИ

Подобно средам передачи данных, повторители относятся к уровню 1 (физическому) эталонной модели OSI. Чтобы понять, как работает повторитель, необоходимо учесть, что данные перед отправкой в сеть преобразуются в последовательность электрических или световых импульсов, которые и перемещаются в среде передачи данных. Эти импульсы называются сигналами. Когда сигналы покидают передающую станцию, они четкие и легко распознаются. Однако, чем длиннее кабель, тем быстрее затухает и ухудшается сигнал. В конце концов, это приводит к тому, что сигнал уже не может быть правильно распознан. Например, спецификация для витой пары категории 5 кабеля Ethernet устанавливают расстояние 100м как максимально-допустимое для прохождения сигнала. Если сигнал проходит по сети больше указанного расстояния, то нет гарантии, что сетевой адаптор правильно его распознает. Если такая проблема воникает, ее можно легко решить с помощью повторителя.
Повторители позволяют увеличить протяженность сети, гарантирую при этом, что сигнал будет распознан принимающими устройствами Повторители принимают ослабленный сигнал, очищают его от помех, усиливают и отправляют дальше по сети, тем самым увеличивая расстояние функционировая сети.

МОСТЫ

Мосты работают на уровне 2 (канальном) эталонной модели OSI и не занимаются исследованием информации от верхних уровней. Мост — это устройство, которо обеспечивает взимосвязь двух (реже нескольких) физических сегментов локальных сетей посредством передачи кадров из одной сети в другую,  с помощью их промежуточной буферизации. Мост принимает кадр, буферизирует его, анализирует адрес назначения кадра и только в том случае, когда адресуемый узел действительно принадлежит другой сети, передает его туда.

КОММУТАТОРЫ

Функционально коммутатор (switch)  работает как многопроводной мост, т.е работает на канальном уровне, анализирет заколовки кадров, автоматически строит адресную таблицу и на основании этой таблицы перенаправляет кадр в один из своих выходных портов или фильтрует его, удаляя из буфера. Отличие заключается в параллельной обработке поступающих кадров. В то время как мост обрабатывает кадр за кадром, коммутатор имеет несколько внутренних процессоров обработки кадров, каждый из которых может выполнять алгоритм моста. Таким образом, можно считать, что коммутатор — это мультипроцессорный мост, имеющий на счет внутреннего паралелизма высокую производительность.

МУРШРУТИЗАТОРЫ

Другим типом устройств межсетевого взаимодействия являются маршрутизаторы.
Чтобы маршрутизация была успешной, необходимо, чтобы каждая сеть имела уникальный номер. Этот номер сети включен в IP-адрес каждого устройства, подключенного к сети.

IP-адресация

Каждый IP адрес состоит из двух частей — идентификатора сети и идентификатора узла. Первый определяет физическую сеть. Он одинаков для всех узлов в одной сети и уникален для каждой сети, включенных в объединенную сеть.
В десятичном формате IP адрес представляется в виде четырех десятичных числе, соответствующих октетов (w, x, y, z), разделенных точками. Такая форма наиболее удобна для воспирятия.
Класс А, IP адрес w.x.y.z, Идентификатор сети w, Идентификатор узла x.y.z
Класс B, IP адрес w.x.y.z, Идентификатор сети w, x Идентификатор узла y.z
Класс C, IP адрес w.x.y.z, Идентификатор сети w, x, y Идентификатор узла y.z

Класс А
Адрес класса А наначается узлам очень большой сети. Старший бит этого класса всегда равен нлю. Это позволяет иметь 126 сетей (127-1, т.к число 127 используется для обозначения широковещательного адреса) с числом узлов до 17 миллионов в каждой 224
КЛАСС В
Адрес класса В назначается узлам в больших и средних по размеру сетях. В двух старших битах адрес класса В записывается двоичное значение 1. Следующие 14 бит содержат идентификатор сети. Оставшиеся 16 бит представляют идентификатор узла. Таким образом, возможно существование 16384 сетей класса В, в каждой из которых около 65000
КЛАСС С
Адрес класса применяется в небольших сетях. Три старших бита адреса класса С содержат двоичное значение 110. Следующие 21 бит составляет идентификатор сети. Оставшиеся 8 бит отводятся на идентификатор узла. Всего возможно около 2000000 сетей класса С, содержащих 254 узлов.