Новости

Компьютерные сети и пакетная обработка данных

Работа добавлена:






Компьютерные сети и пакетная обработка данных на http://mirrorref.ru

Содержание

  • Эволюция компьютерных сетей
  • Достоинства работы в сети
  • Разделение жестких дисков
  • Разделение принтеров и других устройств ввода - вывода
  • Разделение коммуникационных устройств
  • Разделение программных пакетов
  • Разделение данных
  • Многопользовательское программное обеспечение
  • Доступ к другим компьютерным системам
  • Аппаратные и программные компоненты сети
  • Понятие сети
  • Серверы
  • Рабочие станции
  • Сетевой адаптер
  • Сетевая операционная система
  • Коммуникационное оборудование
  • Повторители и концентраторы/хабы
  • Мосты
  • Коммутаторы
  • Маршрутизаторы
  • Шлюзы
  • Сетевые службы
  • Топологии физических и логических связей в сетях
  • Семиуровневая модель OSI
  • Многоуровневый подход
  • Стеки протоколов и интерфейсы взаимодействия в сети
  • Понятие об открытой системе
  • Модель взаимодействия открытых систем OSI
  • Базовые сетевые понятия
  • Стеки протоколов TCP/IP. IPX/SPX и NetBIOS/SMB
  • Стек TCP/IP
  • Стек IPX/SPX
  • Стек NetBIOS/SMB
  • Методы и протоколы передачи данных
  • Асинхронные протоколы
  • Синхронные протоколы
  • Символьно-ориентированные протоколы
  • Бит-ориентированные протоколы
  • Передача с установлением соединения и без установления соединения
  • Методы обнаружения и коррекции ошибок в сетях
  • Стандартные технологии локальных компьютерных сетей
  • Толстая Ethernet
  • Тонкая Ethernet
  • Ethernet на витой паре
  • Ethernet на оптоволоконном кабеле
  • Интегрированные сети Ethernet
  • Метод доступа к передающей среде CSMA/CD
  • Время двойного оборота и распознавание коллизий
  • Адресация в сети Ethernet
  • Реализация физического и канального уровней в сети Ethernet
  • Кодирование сигнала на физическом уровне. Манчестерский код
  • Подуровень MAC канального уровня
  • Подуровень LLC канального уровня
  • Типы кадров сети Ethernet
  • Формат кадра в оригинальной системе Ethernet
  • Формат кадра Ethernet RAW 802.3
  • Формат кадра стандарта Ethernet IEEE 802.3/LLC
  • Формат кадра Ethernet SNAP
  • Сеть Token Ring
  • Метод доступа к передающей среде
  • Управление сетью Token Ring
  • Пакеты Token Ring
  • Устройства MAU и кабельная проводка Token Ring
  • Сеть Arcnet
  • Высокоскоростные сетевые технологии
  • Сети FDDI и CDDI
  • Fast Ethernet и 100GV-AnyLAN
  • Fast Ethernet
  • 100VG-AnyLAN
  • Gigabit Ethernet
  • Коммуникационные устройства канального и физического уровней
  • Сетевые адаптеры
  • Концентраторы
  • Управление концентратором по протоколу SNMP
  • Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов
  • Алгоритм работы прозрачного моста
  • Алгоритм работы моста с маршрутизацией от источника
  • Коммутаторы локальных сетей
  • Полнодуплексные протоколы локальных сетей
  • Техническая реализация коммутаторов
  • Коммутаторы на основе коммутационной матрицы
  • Коммутаторы с общей шиной
  • Коммутаторы с разделяемой памятью
  • Характеристики коммутаторов
  • Дополнительные функции коммутаторов
  • Поддержка алгоритма покрывающего дерева Spanning Tree Algorithm (STA)
  • Трансляция протоколов канального уровня
  • Фильтрация трафика
  • Приоритетная обработка кадров
  • Рекомендуемая литература

Эволюция компьютерных сетей

Концепция компьютерных сетей является логическим результатом развития компьютерных технологий.

Пакетные системы. Первые компьютеры 50-х годов – большие, громоздкие и дорогие – предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы с пользователями и использовались в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки строились, как правило, на базе мэйнфрейма – мощного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды своих программ, и передавали их в вычислительный центр (ВЦ). Операторы ВЦ компоновали пакеты перфокарт, вводили их содержимое в компьютер, выполняли программы пользователей, а распечатанные результаты обычно выдавались пользователям на другой день.

В то время пакетный режим был самым эффективным режимом использования вычислительной мощности, т.к. он позволял выполнить в единицу времени больше пользовательских задач, чем другие режимы. Во главу угла в пакетных системах ставилась эффективность работы самого дорогого устройства ЭВМ – процессора, в ущерб эффективности работы использующих его специалистов.

Многотерминальные системы60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей, - начали развиваться интерактивныемноготерминальные системы разделения времени (рис.1).

Рис.1. Многотерминальная вычислительная система

В таких системах мэйнфрейм одновременно разделялся несколькими пользователями, а каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Время реакции системы на ввод пользователей выбиралось достаточно малым, чтобы любому пользователю не была слишком заметна параллельная работа с компьютером других пользователей. Терминалы, выйдя за пределы вычислительного центра, рассредоточились по всему предприятию. И хотя вычислительная мощность оставалась полностью централизованной, некоторые функции (такие как ввод и вывод данных) стали распределенными.

Такие многотерминальные централизованные системы внешне уже были очень похожи на локальные вычислительные сети. Действительно, рядовой пользователь работу за своим терминалом воспринимал примерно так же, как сейчас он воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получать доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него создавалась иллюзия полного единоличного владения компьютером, ибо он мог запустить нужную ему программу в любой момент времени и почти сразу же получить результат.

Таким образом, многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени, стали первым шагом на пути создания локальных вычислительных сетей. Но до появления настоящих компьютерных сетей еще нужно было пройти большой путь, т.к. многотерминальные системы, хотя и имели внешние черты распределенных систем, все же сохраняли централизованный характер обработки.

С другой стороны, потребность предприятий в создании локальных сетей в это время еще не созрела: на предприятии просто нечего было объединять в сеть, т.к. из-за большой стоимости вычислительной техники предприятия не могли позволить себе купить сразу несколько ЭВМ. В этот период выполнялся так называемый «закон Гроша», который эмпирически отражал уровень технологии того времени и утверждал, что производительность компьютера прямо пропорциональна квадрату его стоимости. Отсюда следует, что за одну и ту же сумму выгоднее купить одну мощную машину, чем несколько менее мощных ЭВМ с такой же суммарной производительностью.

Первые глобальные сети. Тем не менее, потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга в то время уже назрела. Началось все с решения более простой задачи – подключения к компьютеру терминалов, удаленных на сотни и даже тысячи километров. Удаленные терминалы соединялись с компьютерами через телефонные линии связи с помощью модемов. Такие сети позволили пользователям получатьудаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса супер-ЭВМ.

Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа «терминал-компьютер» были реализованы иудаленные связи типа «компьютер-компьютер». Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. Используя этот механизм, в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, электронной почты и др.

Таким образом, хронологически первыми появились глобальные вычислительные сети. Именно при построении глобальных сетей были предложены и отработаны на практике многие основные идеи и концепции современных компьютерных сетей: многоуровневое построение коммуникационных протоколов, технология коммутации пакетов, маршрутизация пакетов в составных сетях и т.д.

Первые локальные сети. В начале 70-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов – появились большие интегральные схемы (БИС). Их сравнительно невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию миникомпьютеров. Закон Гроша перестал работать, т.к. десяток миникомпьютеров теперь выполнял некоторые сложные задачи быстрее мэйнфрейма, а стоимость миникомпьютеров была значительно меньше стоимости мэйнфрейма.

Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность закупать для себя миникомпьютеры, которые выполняли задачи управления технологическим оборудованием, складом и др. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры предприятия работали автономно.

Со временем предприятия стали соединять свои миникомпьютеры вместе и разрабатывать программное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. В результате появились первые локальные сети. Они во многом отличались от современных сетей и, прежде всего, разнообразными нестандартными устройствами сопряжения.

Создание стандартных технологий ЛВС. В середине 80-х годов утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть –Ethernet,Arcnet,TokenRing. Мощным стимулом для их развития явились персональные компьютеры (ПК). Последние стали идеальными элементами для построения сетей – с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, с другой стороны, их индивидуальной мощности не хватало для решения ряда сложных задач. Кроме того, стояла проблема разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому ПК стали преобладать в локальных сетях, причем и в качестве сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей миникомпьютеры и мэйнфреймы. Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из искусства в рутинную работу.

Локальные сети в сравнении с глобальными сетями внесли много нового и в способы организации работы пользователей. Доступ к разделяемым ресурсам стал гораздо удобнее - теперь пользователь мог просто просматривать списки имеющихся ресурсов, а не запоминать их идентификаторы или имена, а после соединения с удаленным ресурсом с последним можно было работать точно так же, как и с локальным, используя стандартные средства ПК.

Современные тенденции. Сегодня разрыв между низкоскоростными глобальными и высокоскоростными локальными сетями постоянно сокращается из-за появления высокопропускных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появились службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демонстрирует знаменитая глобальная сетьInternet.

Изменяются и локальные сети. Вместо соединяющего компьютеры пассивного кабеля появилось разнообразное коммуникационное оборудование – коммутаторы, шлюзы, маршрутизаторы. Благодаря активному оборудованию появилась возможность построения больших корпоративных сетей, насчитывающих тысячи компьютеров и имеющих сложную структуру. Возродился интерес к крупным компьютерам, которые сейчас используются в качестве мощных серверов.

Проявилась еще одна очень важная тенденция, затрагивающая как локальные, так и глобальные сети. В них стала обрабатываться несвойственная ранее сетям информация – звук, видеоизображения, графика. Появление трафика реального времени, чувствительного к задержкам передаваемых пакетов, потребовало внесения изменений в работу протоколов, сетевых операционных систем и коммуникационного оборудования (традиционные службы вычислительных систем, такие как передача файлов или электронная почта, создают малочувствительный к задержкам трафик, и все элементы сетей раньше разрабатывались в расчете на него).

Сегодня эти проблемы решаются разными способами, в том числе и с помощью специально рассчитанной для передачи такого трафика технологии АТМ. Однако, несмотря на значительные усилия в этом направлении, до заветной цели – слияния воедино сетевых, информационных, телевизионных, телефонных и других технологий -  еще далеко.

Достоинства работы в сети

У персонального компьютера, при всей его полезности и дружественности интерфейса, есть один серьезный недостаток: он является устройством для одного пользователя и не предназначен для разделения своих ресурсов. На отдельном ПК должны находиться собственные копии всех используемых на нем программ и данных для них. Чтобы на данном компьютере использовать принтер, его нужно подключить к параллельному порту именно данного ПК и т.д.

Такая изолированность ведет к дублированию аппаратных и программных средств. Если, например, в какой-то компании имеется 30 персональных компьютеров, и все их пользователи должны использовать электронную таблицу, то необходимо приобрести 30 копий соответствующей программы. Аналогично, каждому пользователю нужно предоставить отдельный диск, принтер, сканер, плоттер и другое периферийное оборудование.

Проблемы этим не ограничиваются. Предположим, что компания создает систему управления базой данных для учета своих товаров и запускает ее в отделе учета. Первое время все идет хорошо. Один человек обновляет базу данных, а остальные пользователи время от времени используют этот ПК для того, чтобы узнать, каков запас конкретного товара, или подготовить необходимый отчет. Программа оказывается полезной, и потребность в ней растет. Поскольку в каждый момент времени этой программой может пользоваться только один человек, очень скоро может случиться, что для поддержания базы данных и ее использования в сутках не хватает часов.

Сеть компьютеров способна превратить группу отдельных ПК в скоординированную многопользовательскую компьютерную систему. Соединенные сетью пользователи не испытывают описанных ограничений. Пользователь, подключенный к сети, может легко, а главное, законно разделять копии программного обеспечения с другими пользователями, а также имеет доступ к подключенным к сети принтерам, плоттерам, приводам компакт – дисков, модемам и т.д. Упомянутая система управления товарами, будучи реализованной в сети, может быть доступна многим пользователям одновременно.

Еще одним преимуществом сетей является то, что во многих компаниях сети стали средством коммуникации, столь же необходимым, как телефоны и факсы, письма и записки. Действующая в сети система электронной почты позволяет пользователям обмениваться информацией оперативно, как по телефону, и подробно, как с помощью писем. В сети могут храниться библиотеки важных документов и другая справочная информация, доступная всем пользователям. Эффективность такого доступа недостижима при использовании обычных бумажных документов.

Информация, которую можно получить по сети, не исчерпывается только текстовыми документами. В высокопроизводительных сетях рабочие станции могут также получать звуковую и видеоинформацию.

Разделение жестких дисков

Компьютерные сети и пакетная обработка данных на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Реферат Компьютерные инструменты. Обработка данных ассоциативного эксперимента

2. Реферат Компьютерные сети

3. Реферат КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

4. Реферат Первые компьютерные сети

5. Реферат Обработка статистических данных в Open Office.org Calc Графическое представление данных

6. Реферат Компьютерные сети. Сборник тестов

7. Реферат Компьютерные информационные сети и защита информации

8. Реферат Компьютерные сети, Интернет, Мультимедиа Лекции

9. Реферат Обработка данных

10. Реферат Обработка наборов данных на C#