Работа в сетях

РАБОТА В СЕТЯХ

1. Назначение и классификация вычислительных сетей. Понятие одноранговой и двуранговой сети, технологии клиент-сервер.

 

Локальная сеть, Local Area Network (LAN) - объединяет компьютеры, как правило, одной организации, которые располагаются компактно в одном или нескольких зданиях. Размер локальной сети не превышает нескольких километров, поэтому, высококачественные линии связи позволяют использовать простые алгоритмы и процедуры передачи данных и относительно дешевые коммуникационные устройства. Пропускная способность современных локальных сетей достигает 1000 Мбит/с. Данная сеть предоставляет пользователю широкий спектр услуг: файловую службу, печать, факс, электронную почту, сканер и др.

Глобальные  сети, Wide Area Network (WAN) - объединяют компьютеры, которые могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга. В общем случае компьютер может находиться в любой точке земного шара. Это обстоятельство, делает экономически невозможным прокладку линий связи к каждому компьютеру. При организации WAN-сетей используются уже существующие линии связи, например, телефонные линии. Глобальные сети обладают хорошей масштабируемостью. Подключение дополнительных компьютеров практически не влияют на общие показатели всей сети.

Классификация по масштабу сети

Основное отличие локальных  сетей от глобальных заключается  в использовании качественных линий  связи. В настоящее время в  глобальных сетях улучшается качество каналов связи. Ярким примером может  служить применение оптоволоконной техники, стоимость которой приблизилась к стоимости традиционных линий связи. Скорость передачи данных существенно возросла и приблизилась к скорости передачи данных в локальных сетях.

Разработанные для применения в глобальных открытых сетях методы защиты информации от несанкционированного доступа находят широкое применение в локальных сетях.

Процесс переноса технологий глобальных сетей в мир локальных  сетей получил в последнее  время самое широкое развитие. Появилось понятие intranet-технология, которое обозначает применение служб глобальных сетей для реализации целей, которые ставятся перед локальными сетями. Масштабы локальных сетей перестали определяться лишь территориальными признаками.

Локальные сети рабочих групп объединяют небольшое  количество компьютеров, работающих, как правило, под управлением одной операционной среды. В сети выделен один компьютер, который выполняет сетевые службы, например файловый сервер, сервер печати, сервер факса.

Локальные сети отделов могут объединять компьютеры целого отдела.

Сетевые службы могут быть распределены между отдельными выделенными компьютерами-серверами. 
Оба типа локальных сетей используют одну из базовых технологий. Эти сети можно назвать классическими локальными сетями. Территориально они могут занимать небольшую площадь, одно - два здания.

Сети кампусов преследуют цель объединения нескольких мелких сетей в одну большую Сеть. Такие сети могут занимать большие  территории. При объединении сетей  в одну необходимо решать вопросы  интеграции разнородных технологий, программного и аппаратного обеспечения. Значительный сетевой трафик локализован в рамках сетей отделов и рабочих групп. Сеть кампусов решает задачи взаимодействия отдельных сетей, обеспечивает доступ к общесетевым ресурсам, как правило, дорогостоящим. При объединении не используются глобальные связи. 
Корпоративные сети объединяют компьютеры и сети в рамках одного предприятия или корпорации.

Одноранговые сети 

Этот тип  сетей характерен для небольших  учреждений, где требуется поддержка  работы файловых архивов, сетевых принтеров и сетевых программ (например, небольших комплексов бухгалтерского учета). В этой сети каждый компьютер может предоставить, скажем, свой диск для хранения общедоступной информации или принтер для печати. В локальных сетях с протоколом TCP/IP (а именно такие мы в дальнейшем и будем рассматривать) каждый компьютер (точнее его сетевой порт) имеет свой уникальный IP-адрес, заданный системным администратором, и благодаря этому программы, установленные на нескольких машинах, могут осуществлять обмен данными. Пример одноранговой сети приведен на рис.  
 

Двуранговая локальная  сеть

Эта схема не является универсальной, и может варьироваться  в зависимости от конкретной сети. Покажем преимущества данной схемы. В отличие от одноранговой сети, клиент-серверная архитектура позволяет перенести большую часть вычислительной нагрузки на сервер приложений или баз данных. Например, высокотребовательное к аппаратным ресурсам приложение 3D Studio Max, предназначенное для создания анимации, позволяет клиенту, подготовившему описание трехмерной сцены, производить просчет анимации на сервере. Процесс, порою длящийся часами на обычной машине, выполняется сервером за несколько минут. Таким образом сеть, составленная из не очень дорогих клиентских машин и мощного сервера, ускоряет технологический процесс в несколько десятков раз, экономя средства фирмы. Такая же ситуация и с базами данных. Работая с клиентской частью системы управления базами данных (СУБД), компьютер пользователя выполняет простейшие команды. Наиболее требовательные к ресурсам процессы выполняются на сервере. При этом, по сети передаются лишь содержимое запросов и ответы сервера. Сетевой трафик намного снижается, и реализуются более гибкие механизмы обеспечения целостности данных. Многие программные комплексы не могут работать в других архитектурах, как, например, системы электронной почты или Web-сервера.

Технологии  клиент – сервер.

В настоящее  время сеть Интернет объединяет несколько миллионов компьютеров пользователей по всему миру. Все эти компьютеры можно условно разделить на два основных класса: клиенты и серверы.

Клиенты —это компьютеры, подключенные к Сети через поставщика услуг  Интернета (Internet Service Provider), используют ее, как правило, для поиска и получения информации, работы с электронной почтой.

Программное обеспечение  клиентов может включать:

Браузер или универсальный  клиент. Это программа, которая обеспечивает загрузку и отображение Web-страниц. Кроме того, современные версии этого ПО позволяют выполнять небольшие клиентские приложения (скрипты и апплеты), расширяющие возможности обычных Web-страниц, а также осуществлять путешествия в виртуальных мирах.

Почтовые приложения, работающие с электронной почтой.  
Другие мультимедийные средства, как, например, воспроизведение звуковых и видеороликов.  
 
Клиентские модули систем групповой работы, которые обеспечивают создание единого информационного поля над распределенными клиентами и информационными системами. 

Серверы - это мощные компьютеры, которые имеют высокопропускной канал для связи с Интернетом и соответствующее программное обеспечение, поддерживающее работу тех или иных служб, и, как правило, предоставляют информацию клиенту. В зависимости от типа сервисов, которые предоставляют серверы, они делятся на:

Web-серверы —работают  с протоколом высокого уровня HTTP, и в ответ на запрос клиента  формируют по заранее определенному  алгоритму Web-страницу. Причем, эта  страница может быть либо создана  заранее, и тогда ее называют статической, либо генерироваться непосредственно в ответ на запрос — это динамически созданная страница.

Почтовые серверы - как правило, поддерживают протокол POP (Post Office Protocol) и SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Посредством протокола POP обеспечивается загрузка писем с ящика клиента на почтовом сервере, которым он пользуется, в его программу-клиент, а также некоторые другие возможности для клиент-серверного взаимодействия.

Ftp-серверы —работают  с протоколом FTP и служат для организации доступа к файловым архивам сервера.

Gopher-серверы —работают  по протоколу Gopher, разработанному  в Университете Миннесоты (University of Minnesota), в настоящее время их  можно считать устаревшими. 

Информационные серверы  устанавливаются на специализированные операционные системы. Как правило, это различные версии Unix, Windows NT Server или Novel NetWare.

Запрос клиента  должен содержать адрес (имя) Web-страницы, которая затем будет отправлена сервером клиенту, или имя выполняемого модуля, который будет выполнен сервером для того, чтобы динамически сформировать и послать клиенту страницу. Адреса запрашиваемых документов содержатся в их URL (Universal Resources Locator) или в терминах спецификации языка HTML 4.0 — URI (Universal Resource Identifier). 

2. Адресация компьютера в IP – сети. Охарактеризовать физический, цифровой и доменный адреса компьютера в IP –сети.

Каждый компьютер  имеет свой уникальный IP-адрес. Этот адрес назначается провайдером  из пространства доступных ему адресов  на время сеанса (динамический адрес) или на все время пользования клиентом услугами данного провайдера (статический адрес). 

IP-адрес может  иметь вид: 195.242.9.22

Физический адрес компьютера в IP-сети.

В протоколе IP-адрес узла, то есть адрес компьютера или порта маршрутизатора, назначается произвольно администратором сети и прямо не связан с его локальным адресом, как это сделано, например, в протоколе IPX. Подход, используемый в IP, удобно использовать в крупных сетях и по причине его независимости от формата локального адреса, и по причине стабильности, так как в противном случае, при смене на компьютере сетевого адаптера это изменение должны бы были учитывать все адресаты всемирной сети Internet (в том случае, конечно, если сеть подключена к Internet'у).

Локальный адрес используется в протоколе IP только в пределах локальной сети при обмене данными между маршрутизатором и узлом этой сети. Маршрутизатор, получив пакет для узла одной из сетей, непосредственно подключенных к его портам, должен для передачи пакета сформировать кадр в соответствии с требованиями принятой в этой сети технологии и указать в нем локальный адрес узла, например его МАС-адрес. В пришедшем пакете этот адрес не указан, поэтому перед маршрутизатором встает задача поиска его по известному IP-адресу, который указан в пакете в качестве адреса назначения.

Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адреса Address Resolution Protocol, ARP. 

Все узлы локальной сети получают ARP запрос и сравнивают указанный  там IP-адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес и отправляет его уже направленно, так как в ARP запросе отправитель указывает свой локальный адрес.

Доменный адрес компьютера в IP –сети.

Для более удобной  навигации в сети Интернет создана  система Domain Name Service (DNS), сопоставляющая символьные названия IP-адресам. Например, IP-адресу, приведенному выше, соответствует  имя: www.bhv.ru 

В этом случае пользователи избавлены от необходимости помнить четыре трехзначные цифры при подключении к серверам. Вместо этого они ассоциативно подключаются к нужному серверу по названию, которое обычно соответствует либо профилю предоставляемой информации, либо имени фирмы или частного лица, поддерживающих данный узел. За основу взято две системы структуризации: территориальная и организационная. 

Согласно территориальной  структуризации, всем государствам присваивается  имя своего домена: пространства адресов. При организационной структуризации имя домена присваивается некоторому классу, объединяющему различные учреждения. В обоих случаях домен верхнего уровня может адресовать узлы более низкого уровня. Например, домен ru может включать узлы в следующем виде:  
имясервера. имядомена.ru 

Например: Имя  домена- ru, Принадлежность – Россия

 

3. Выполнить поиск в Internet по темам:

 

а) Назначение и структура чипсета в персональном компьютере.

 

Чипсет (chIPset) - это набор  БИС (обычно 1-3 микросхемы), функционально  эквивалентный микросхемам, входящим в стандартную конфигурацию микропроцессорной системы.

Как правило, чипсет интегрирует в  себе функции следующих устройств:

• контроллера оперативной  памяти; 
• контроллеров кэш-памяти 2-го и/или 3-го уровня; 
• контроллеров ПДП; 
• контроллеров приоритетных прерываний; 
• контроллера клавиатуры; 
• контроллера мыши PS/2; 
• контроллера инфракрасного порта; 
• таймера реального времени; 
• моста шины PCI; 
• моста шины ISA и др.

 
Обычно в составе чипсета  выделяют:

- северный мост (North Bridge) - системный контроллер, в который входит контроллер системной шины, шин AGP и PCI, ОЗУ и кэш-памяти (для наборов под обычный Pentium);

- южный мост (SOUTh Bridge) - периферийный контроллер, включающий контроллеры EIDE, клавиатуры, моста PCI-to-PCI, последовательных/параллельных портов, шины USB и других подобных устройств.

Выбор чипсета во многом определяет конфигурацию МПС и ее производительность. Если МП можно  заменить, а емкость ОЗУ увеличить, то замена чипсета однозначно связана  с заменой системной платы, а  ограничения чипсета также однозначно ограничивают возможности замены других элементов МПС: МП, ОЗУ, внешних устройств. 
Чипсет накладывает ограничения на следующие функциональные характеристики системы в целом: тип памяти, тип кэш-памяти второго и/или третьего уровня, тип МП, максимальная частота системной шины, тип шины PCI (32- или 64-разрядная); поддержка многопроцессорной конфигурации и некоторые другие характеристики. 
Практика показывает, что разница в производительности системных плат разных фирм, построенных с применением одного и того же чипсета, составляет от силы несколько процентов, между тем как тот же параметр для различных чипсетов может отличаться на порядок. Рассмотрим использование чипсета на примере организации микропроцессорной системы на базе МП Pentium III на ядре Katmai. 
Структура микропроцессорной системы с использованием чипсета  
Частота шины PCI составляет 33 МГц и при частоте системной шины и 66, и 100 МГц (используется деление частоты на 2 и 3 соответственно). AGP (Accelerated GraphiCS Port) - 32-разрядная шина (тактовая частота всегда 66 МГц), используемая для подключения графического адаптера и позволяющая ускорить обмен данными между графическим адаптером и основной памятью. В режиме AGP 2х эффективная частота в 133 МГц обеспечивается использованием обоих фронтов импульсов частоты 66 МГц. Шина ISA работает на частоте 8 МГц. За ее функционирование отвечает мост PCI/ISA, являющийся обычным PCI-устройством (просто встроенным в чипсет).