 |
Открытые информационные системы (ОИС)
|
|
|
|
Тема 1. Информационные сети интегрального обслуживания
Сведения об информационных сетях.
Информационная сеть (ИС) - совокупность устройств для передачи и обработки данных.
Международная организация по стандартизации (ISO) определяет сеть как последовательную передачу информации (представленной двоичными кодами) между связанными друг с другом независимыми устройствами. Различают сети коммуникационные и информационные.
Информационная сеть служит для обработки, хранения и передачи данных. Информационная сеть состоит из абонентских и административных систем, а также из связывающей их коммуникационной сети.
Коммуникационная сеть является ядром информационной сети и предназначена для передачи данных без ошибок и искажений, а также для выполнения задач преобразования данных.
Административная система предназначена для управления информационной сетью и выполняет следующие операции: сбор информации и учет работы компонентов сети, подготовку отчетов о работе сети, диагностику компонентов сети, контроль передачи блоков данных в коммуникационной сети, восстановление работы после отказов и неисправностей, удаленную загрузку программ, управление конфигурацией.
Для информационных сетей характерны следующие понятия и термины.
Абонентская система - поставщик или потребитель информации; реализуется в виде одного либо нескольких устройств.
Абонент - объект, который имеет право взаимодействия с системой или сетью (терминалы, абонентные системы или локальные сети).
Пользователь - юридическое или физическое лицо, которое использует ресурсы сети. Самого пользователя или систему, с которой он работает, называют абонентом информационной сети. Для удобной и эффективной работы пользователю доступна совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя с операционной системой или сетью.
|
|
|
Объект - предмет, явление или понятие, которые являются источником информации или адресом предоставления информации. В информационных сетях объект является общим термином, определяющим элемент, которому предоставляется или который предоставляет сервис. Объектом может быть прикладной процесс, пользователь, клиент, сервер, функциональный блок (устройство или программа, выполняющие определенную часть задачи), операционная система, абонентная система.
Сообщение - набор данных, объединенных содержанием и пригодных для обработки и передачи. Различают следующие виды сообщений: тексты, изображения, специальные (направленные на управление сетью) - ошибки, отказы, повреждения.
Формат - определенная структура информационного объекта, подлежащего обработке. Формат определяет способ расположения и представления данных в разнообразных объектах: таблицах, базах данных, принтерах, и тому подобное. Существует несколько форм представления информации: 1) символьная; 2) текстовая; 3) графическая.
Открытые информационные системы (ОИС)
Исторически сложилось так, что каждая страна и даже организация развивала свою собственную сетевую концепцию. До конца 70-х годов из-за отсутствия взаимодействия и совместимости между разными электронными вычислительными машинами возникали острые проблемы в коммуникационной сфере. Пользователи зависели от конкретных решений поставщиков; стоимость разработки собственного ПО была высокой; небольшие коллективы не могли конкурировать на всемирном рынке информационных услуг.
Для обеспечения взаимодействия между любыми двумя машинами в 70-х годах необходимо было разрабатывать специальные интерфейсы; с ростом количества машин росло количество необходимых интерфейсов до неприемлемо высокого уровня. Выход из такого положения был найден в использовании открытых информационных систем (OSI - Open Systems Interconnection).
|
|
|
ОИС - вычислительная среда, состоящая из аппаратных и программных продуктов и технологий, разработанных в соответствии с общедоступными и общепринятыми (международными) стандартами.
ОИС ёявляется системой, использующей и реализующей международные стандарты на интерфейсы, службы и форматы данных. Эти стандарты обеспечивают следующее:
возможность перенесения прикладных систем на широкий диапазон систем с минимальными изменениями (мобильность);
совместную работу с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах (интероперабельность);
взаимодействие с пользователями в системе, которое ускоряет переход от системы к системе (мобильность пользователя).
Для ОИС характерны представленные ниже термины и понятия.
Протокол - перечень правил обмена информацией в сети.
FTP (File Transfer Protocol) - протокол для передачи пользователями файлов от одного компьютера к другому. Этот тип доступа называется анонимным, так как для него не требуется определенного сообщения для FTP-сервера; в качестве имени и пароля используются соответственно слово anonymous и адрес электронной почты (чаще - любой). Но при этом и доступ к серверу предоставляется очень ограниченный.
Аппаратный или физический адрес - присваивается определенному сетевому устройству и имеет вид шестизначного числа в шестнадцатиричном формате, например, 00-E0-6F-88-D4-25.
Бит (bit от bi nary digi t - двоичная цифра) - минимальная единица измерения количества передаваемой или хранимой информации, соответствующая одному двоичному разряду, способному принимать значения 0 или 1.
Брандмауэр (Firewall) - аппаратное или программное устройство, которое защищает сеть (рис. 1.1) и управляет доступом к ней. Брандмауэр препятствует поступлению нежелательных данных внутрь сети и позволяет только определенной информации покинуть сеть.
Рис. 1.1. Использование брандмауэров для защиты сети.
Виртуальный канал для пользователя является простым прямым соединением, но в действительности реализуется более сложными методами.
|
|
|
Выделенная линия - постоянное соединение, которое предоставляется телекоммуникационной компанией для доступа в Интернет.
Клиент - программа, работающая в паре с другой программой - сервером, который находится в сети. Клиентская программа отправляет серверу по сети запрос для выполнения определенных задач.
Коллизия - результат одновременной попытки нескольких компьютеров получить доступ к физической среде сети.
Маршрутизатор (router) - устройство (рис. 1.2), обеспечивающее трафик между локальными сетями, имеющими разные сетевые адреса.
Рис. 1.2. Использование маршрутизатора и модема в сети.
Маршрутизатор отвечает за выбор оптимального маршрута передачи пакетов на основе протоколов и алгоритмов маршрутизации.
Еще одной важной функцией маршрутизаторов является их способность связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий.
Маршрутная таблица - каталог, который хранится в памяти маршрутизатора и в котором содержатся адреса других сетей или устройств, а также способы достижения этих сетей.
Модем (мо дулятор- дем одулятор) - коммуникационное устройство (рис. 1.2), превращающее цифровой сигнал в аналоговый при передаче данных и аналоговый в цифровой при приеме данных.
Пакет - набор битов адреса, данных и контрольной информации, которые передаются как единое целое.
Провайдер или поставщик услуг Интернет (Internet Service Provider) - компания, предоставляющая прямой доступ к Интернету.
Сервер - программа, которая выполняет команды клиента и выдает определенный результат. Часто сервером называют компьютер, на котором работает серверное ПО и который распределяет ресурсы сети.
Сетевой администратор - человек, управляющий сетью, компьютерами, которые подключены к ней, и активным сетевым оборудованием.
Система - совокупность объектов и отношений между ними, образующие единое целое. Типы и виды систем приведены на рис. 1.3.
Топология - физическая структура и организация сети. Самыми популярными топологиями являются " общая шина ", " кольцо ", " звезда " и " дерево "; они будут рассмотрены в следующих разделах.
|
|
|
Трафик в сетевых технологиях представляет собой полный информационный поток в коммуникационной системе. Трафик измеряется в нужных точках сети числом проходящих блоков данных и их длиной, выраженными в битах за секунду.
Управление сетью - поддержка сетевым администратором нормальной работы сети. Управление сетью разбито на пять категорий: поддержку производительности, устранение отклонений, ведение учетных записей пользователей, поддержку безопасности и поддержку конфигурации сети.
Файловый сервер (ФС) - компьютер, который присоединен к сети и предоставляет большое пространство дисковой памяти для пользователей. ФС часто построены так, чтобы к ним могли иметь доступ только определенные пользователи.
ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line ) - современная асимметричная цифровая клиентская линия. Она представляет собой высокоскоростную модемную технологию, благодаря которой, например, предоставляется доступ в Интернет по существующей телефонной линии. При этом соединении в сторону клиента достигается скорость передачи данных от 3 до 24 Мбит/с.
ASCII (American Standard Code for Information Interchange ) - американский стандартный код для обмена информацией, представляющий собой набор символов последовательности из 7-ми бит.
DNS (Domain Name Service) - служба доменных имен, превращающая буквенные адреса, например, www.khadi.kharkov.ua в понятные компьютеру цифровые IP-адреса, например, 182.156.12.24.
Ethernet - технология локальных сетей, позволяющая работать со скоростями 10, 100 (Fast Ethernet) и 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet).
Internet (с маленькой буквы) - технология объединения сетей с различными технологиями и сетевыми протоколами.
Frame Relay - метод использования виртуальных каналов для передачи данных между сетями, присоединенными к глобальной сети.
IP (Internet Protocol) - сетевой протокол, использующий адресную и контрольную информацию для передачи данных в нужных направлениях (т. е. маршрутизации). IP-адрес состоит из четырех чисел от 0 до 255 (например, 192.168.35.20).
Ping - программа, используемая для определения доступности удаленного компьютера путем отправления нескольких специальных эхо-пакетов и ожидания ответа.
TCP/IP - набор протоколов, которые используются для передачи данных в Интранете. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) является протоколом управления передачей и отвечает за надежную передачу данных. Протокол IP следит за непрерывную передачу данных.
В зависимости от технологии передачи данных предусматривается (рис. 1.4) следующая классификация сетей:
|
|
|
1) сети с маршрутизацией данных - блок данных передается только одной системе-адресату;
2) сети с селекцией данных (блок данных читают все системы);
3) сети по территориальным признаком - локальные, территориальные, глобальные и смешанные.
Современные коммуникационные сети являются пассивными и поэтому в них вводятся компоненты активной диагностики и управления ресурсами. Они становятся все более распространенными, увеличивают надежность и гибкость функционирования сетей.
Любая сеть создается для выполнения запросов пользователей. Поэтому вместе с универсальными сетями получают распространение сети специализированные (сеть библиотек, банковская сеть, исследовательские сети, сеть железнодорожного транспорта).
Интегрированная вычислительная сеть является взаимосвязанной совокупностью многих сетей, называемых подсетями. Отличают сети в зависимости от их протоколов и средств коммутации.
Еще одним популярным способом классификации информационных сетей является их классификация по масштабу подразделения, в пределах которого действует сеть.
1) Сети отделов - используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающими в одном отделе предприятия. В общих случаях сети отделов не разделяются на подсети и имеют один или два файловых сервера и около тридцати пользователей.
2) Сети учебные располагаются в студенческих городках. Они объединяют множество сетей разных отделов в пределах отдельного здания или в пределах одной территории в несколько квадратных километров. Службы такой сети взаимодействуют друг с другом, имеют доступ к общим базам данных и доступ к общим высокоскоростным принтерам.
3) Корпоративные сети являются сетями масштаба предприятия, объединяющими большое количество компьютеров на всех территориях предприятия и связанными с городом, регионом или континентом.
Число пользователей и компьютеров может достигать тысяч, а число серверов - сотен. Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь. сет
|
|
|
