Презентация "Классификация и архитектура информационно-вычислительных систем"

Классификация и архитектура информационно-вычислительных систем

• Задачи:
• хранения данных;
• обработки данных;
• организации доступа пользователей к данным.
• Показатели ИВС:
• Полнота выполняемых функций;
• Производительность;
• Пропускная способность;
• Надежность сети;
• Безопасность информации;
• Прозрачность сети;
• Расширяемость и масштабируемость;
• Универсальность.

• Локальная сеть (ЛВС, LAN, Local Area Network).
• Региональная сеть (РВС, MAN, Metrolitan Area Network).
• Глобальная сеть (ГВС, WAN, Wide Area Network).

Наиболее распространенные топологии компьютерных сетей

• В зависимости от топологии соединений узлов сети могут быть: шинные (линейные, магистральные), кольцевые (петлевые), радиальные (звездообразные), иерархические, гибридные.

Среда передачи информации.

• Кабели на основе витых пар проводов (twisted pair), которые деляться на экранированные (shielded twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair, UTP).
• Коаксиальные кабели (coaxial cable).
• Оптоволоконные кабели (fiber optic).

Бескабельные каналы связи

• Радиоканал.
• Передача в узком спектре (одночастотная передача);
• Передача в рассеянном спектре.
• Инфракрасный канал.
• Канал прямой видимости.
• Каналы на рассеянном излучении.

Структурированная кабельная система

• Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS) - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.
• Преимущества структурированной кабельной системы:
• Универсальность.
• Увеличение срока службы.
• Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения.
• Возможность легкого расширения сети.
• Обеспечение более эффективного обслуживания.
• Надежность.

Типовое оборудование локальной сети Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC)

• Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) - это периферийное устройство компьютера, непосредственно взаимодействующее со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. Это устройство решает задачи надежного обмена двоичными данными, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, по внешним линиям связи.

• функции:
• Оформление передаваемой информации в виде кадра определенного формата. Кадр включает несколько служебных полей, среди которых имеется адрес компьютера назначения и контрольная сумма кадра.
• Технологиями, использующими индивидуальные линии связи, являются 100VG-AnyLAN, ATM и коммутирующие модификации традиционных технологий - switching Ethernet, switching Token Ring и switching FDDI. При использовании индивидуальных линий связи в функции сетевого адаптера часто входит установление соединения с коммутатором сети.
• Кодирование последовательности бит кадра последовательностью электрических сигналов при передаче данных и декодирование при их приеме.
• Синхронизация битов, байтов и кадров.
• Сетевые адаптеры различаются по типу и разрядности используемой в компьютере внутренней шины данных - ISA, EISA, PCI, MCA.
• Сетевые адаптеры различаются также по типу принятой в сети сетевой технологии - Ethernet, Token Ring, FDDI и т.п.
• Трансивер (приемопередатчик, transmitter+receiver) - это часть сетевого адаптера, его оконечное устройство, выходящее на кабель.

Типовое оборудование локальной сети

• Основная функция повторителя (repeater), как это следует из его названия - повторение сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных портах (Ethernet) или на следующем в логическом кольце порте (Token Ring, FDDI) синхронно с сигналами-оригиналами. Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность.
• Многопортовый повторитель часто называют концентратором (hub, concentrator), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует в одном центральном устройстве функции объединения компьютеров в сеть. Практически во всех современных сетевых стандартах концентратор является необходимым элементом сети, соединяющим отдельные компьютеры в сеть.

Повторитель Ethernet синхронно повторяет биты кадра на всех своих портах Логический сегмент, построенный с использованием концентраторов Типовое оборудование локальной сети

• Мост (bridge), а также его быстродействующий функциональный аналог - коммутатор (switching hub), делит общую среду передачи данных на логические сегменты. При поступлении кадра на какой-либо из портов мост/коммутатор повторяет этот кадр, но не на всех портах, как это делает концентратор, а только на том порту, к которому подключен сегмент, содержащий компьютер-адресат.
• Разница между мостом и коммутатором состоит в том, что мост в каждый момент времени может осуществлять передачу кадров только между одной парой портов, а коммутатор одновременно поддерживает потоки данных между всеми своими портами. Другими словами, мост передает кадры последовательно, а коммутатор параллельно.

Типовое оборудование локальной сети

• Маршрутизатор (router) позволяет организовывать в сети избыточные связи, образующие петли. Он справляется с этой задачей за счет того, что принимает решение о передаче пакетов на основании более полной информации о графе связей в сети, чем мост или коммутатор. Маршрутизатор имеет в своем распоряжении базу топологической информации, которая говорит ему, например, о том, между какими подсетями общей сети имеются связи и в каком состоянии (работоспособном или нет) они находятся.
• Шлюз (gateway) - это устройство, выполняющее трансляцию протоколов. Шлюз размещается между взаимодействующими сетями и служит посредником, переводящим сообщения, поступающие из одной сети, в формат другой сети.

Соответствие функций коммуникационного оборудования модели OSI Структура интерсети, построенной на основе маршрутизаторов M1, M2, ... , M7 - маршрутизаторы LAN1, LAN2, LAN3, WAN4, WAN5, LAN6 - уникальные номера сетей в едином формате L1, L2, ... - локальные номера узлов (дублируются, разный формат) Типовое оборудование локальной сети Магистральные средства и средства удаленного доступа

• Принято делить территориальные транспортные средства, используемые для построения корпоративной сети, на две большие категории:
• магистральные средства,
• средства удаленного доступа.
• Обычно в качестве магистральных средств используются цифровые выделенные каналы со скоростями от 2 Мб/с до 622 Мб/c, сети с коммутацией пакетов frame relay, АТМ, Х.25 или TCP/IP.
• В качестве транспортных средств удаленного доступа используются телефонные аналоговые сети, сети ISDN и реже - сети frame relay.

Сети Сети