Αρχιτεκτονικές δικτύων δικτύων μετάδοσης δεδομένων. Με λειτουργικό σκοπό. Ανά τύπο τοπολογίας δικτύου

Τα πλεονεκτήματα της εργασίας σε ένα δίκτυο έναντι της εργασίας σε έναν υπολογιστή είναι ότι ο χρήστης έχει σημαντικές ευκαιρίες μέσω της πρόσβασης στους πόρους του, για παράδειγμα, να λάβει πληροφορίες (διαθέσιμες στους χρήστες του δικτύου) που βρίσκονται σε άλλους υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο. Είναι δυνατή η χρήση ισχυρών υπολογιστών για την εκτέλεση οποιωνδήποτε προγραμμάτων ( απομακρυσμένη εκκίνησηπρογράμματα), ανταλλάσσουν πληροφορίες με άλλους χρήστες του δικτύου. Ταυτόχρονα, μπορείτε να εξοικονομήσετε χρήματα λόγω του γεγονότος ότι πολλοί χρήστες θα μπορούν να εργαστούν με μία κοινή συσκευή, όπως έναν εκτυπωτή.

Έτσι, για ένα γραφείο, μια τάξη, ένα τμήμα μιας εταιρείας, είναι πολύ καλύτερο και φθηνότερο να αγοράσετε έναν ακριβό, αλλά καλό και γρήγορο εκτυπωτή και να τον χρησιμοποιήσετε ως εκτυπωτή δικτύου, παρά να αγοράσετε φθηνούς, αλλά κακούς εκτυπωτές για κάθε υπολογιστή.

Κατά την οργάνωση της επικοινωνίας μεταξύ δύο υπολογιστών, σε έναν υπολογιστή ανατίθεται συχνά ο ρόλος του παρόχου πόρων (προγράμματα, δεδομένα κ.λπ.) και στον άλλο ο ρόλος του χρήστη αυτών των πόρων. Σε αυτήν την περίπτωση, ο πρώτος υπολογιστής ονομάζεται διακομιστής και ο δεύτερος ονομάζεται πελάτης ή σταθμός εργασίας που εκτελεί ένα ειδικό λογισμικό.

Υπηρέτης(Αγγλικά, σερβίρετε - σερβίρετε) είναι ένας υπολογιστής υψηλής απόδοσης με μεγάλη χωρητικότητα εξωτερική μνήμη, το οποίο παρέχει υπηρεσίες σε άλλους υπολογιστές με τη διαχείριση της διανομής ακριβών κοινόχρηστων πόρων (προγράμματα, δεδομένα και περιφερειακά).

Πελάτης(σταθμός εργασίας) - κάθε υπολογιστής που έχει πρόσβαση σε υπηρεσίες διακομιστή. Για παράδειγμα, ο διακομιστής θα μπορούσε να είναι ισχυρός υπολογιστής, που φιλοξενεί την κεντρική βάση δεδομένων και τον πελάτη - κανονικό υπολογιστή, τα προγράμματα του οποίου ζητούν δεδομένα από τον διακομιστή όπως απαιτείται. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένας υπολογιστής μπορεί να είναι και πελάτης και διακομιστής, δηλαδή μπορεί να παρέχει τους πόρους και τα αποθηκευμένα δεδομένα του σε άλλους υπολογιστές και ταυτόχρονα να χρησιμοποιεί τους πόρους και τα δεδομένα τους.

Πρωτόκολλο επικοινωνίας -είναι ένα συμφωνημένο σύνολο ειδικών κανόνων για την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ διαφορετικές συσκευέςμετάδοση δεδομένων. Υπάρχουν πρωτόκολλα για ταχύτητα μετάδοσης, μορφές δεδομένων, έλεγχο σφαλμάτων κ.λπ.

Για να εργαστείτε με το δίκτυο, πρέπει να έχετε ειδικό λογισμικό δικτύου που να διασφαλίζει τη μεταφορά δεδομένων σύμφωνα με ένα δεδομένο πρωτόκολλο. Τα πρωτόκολλα επικοινωνίας απαιτούν να χωρίζεται ολόκληρος ο όγκος των μεταδιδόμενων δεδομένων σε πακέτα - μπλοκ σταθερού μεγέθους. Οι συσκευασίες είναι αριθμημένες έτσι ώστε στη συνέχεια να μπορούν να συναρμολογηθούν με τη σωστή σειρά. Στα δεδομένα που περιέχονται στο πακέτο προστίθενται Επιπλέον πληροφορίεςπαρακάτω μορφή (Εικ. 4.1).

παραλήπτης

αποστολέας

άθροισμα ελέγχου

Ρύζι. 4.1. Μορφή πακέτου δεδομένων

Ελέγξτε το άθροισμαΤα δεδομένα πακέτου περιέχουν πληροφορίες απαραίτητες για τον έλεγχο σφαλμάτων. Την πρώτη φορά υπολογίζεται από τον υπολογιστή αποστολής, τη δεύτερη φορά από τον υπολογιστή παραλήπτη, μετά τη μετάδοση του πακέτου. Εάν οι τιμές δεν ταιριάζουν, τα δεδομένα του πακέτου καταστράφηκαν κατά τη μετάδοση. Το πακέτο απορρίπτεται και γίνεται αυτόματα αίτημα για εκ νέου μετάδοση του πακέτου.

Κατά τη δημιουργία επικοινωνίας, οι συσκευές ανταλλάσσουν σήματα για να διαπραγματευτούν κανάλια και πρωτόκολλα επικοινωνίας. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται χειραψία.

Αρχιτεκτονική δικτύου- την υλοποιούμενη δομή του δικτύου μετάδοσης δεδομένων, η οποία καθορίζει την τοπολογία του, τη σύνθεση των συσκευών και τους κανόνες για την αλληλεπίδρασή τους στο δίκτυο. Στο πλαίσιο της αρχιτεκτονικής του δικτύου εξετάζονται θέματα κωδικοποίησης πληροφοριών, διευθυνσιοδότησης και μετάδοσής τους, ελέγχου ροής μηνυμάτων, ελέγχου σφαλμάτων και ανάλυσης λειτουργίας του δικτύου σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και όταν η απόδοση επιδεινώνεται.

Οι πιο κοινές αρχιτεκτονικές είναι:

• Ethernet (Αγγλικά, αιθέρας - αιθέρας) - δίκτυο εκπομπής, στο οποίο οι σταθμοί δικτύου μπορούν να λαμβάνουν όλα τα μηνύματα. Η τοπολογία δικτύου είναι γραμμική ή σε σχήμα αστεριού, η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι 10 ή 100 Mbit/s.
• Το Arcnet (Δίκτυο Υπολογιστών Συνημμένων Πόρων) είναι ένα δίκτυο εκπομπής. Φυσική τοπολογία - δέντρο, ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 2,5 Mbit/s;
• Token Ring (σκυταλοδρομία) δίκτυο δακτυλίου, token-passing network) είναι ένα δίκτυο δακτυλίου στο οποίο η αρχή της μετάδοσης δεδομένων βασίζεται στο γεγονός ότι κάθε κόμβος δακτυλίου περιμένει την άφιξη κάποιας σύντομης μοναδικής ακολουθίας bit (token) από έναν γειτονικό προηγούμενο κόμβο. Η άφιξη του διακριτικού υποδεικνύει ότι είναι δυνατό να μεταδοθεί ένα μήνυμα από αυτόν τον κόμβο περαιτέρω κατά μήκος της ροής. Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 4 ή 16 Mbit/s.
• Το FDDI (Fiber Distributed Data Interface) είναι μια αρχιτεκτονική δικτύου για μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας μέσω γραμμών οπτικών ινών. Τοπολογία - διπλός δακτύλιος ή μικτή (συμπεριλαμβανομένων των υποδικτύων αστεριών ή δέντρων), ταχύτητα μετάδοσης 100 Mbit/s. Μέγιστο ποσόσταθμοί στο δίκτυο - 1000.
• Το ATM (Asynchronous Transfer Mode) είναι μια πολλά υποσχόμενη, ακριβή αρχιτεκτονική που παρέχει μετάδοση ψηφιακών δεδομένων, πληροφοριών βίντεο και φωνής στις ίδιες γραμμές, ταχύτητες μετάδοσης έως 2,5 Gbit/s. Οπτικές γραμμές επικοινωνίας.

Για τη σύνδεση χρησιμοποιείται ειδικός εξοπλισμός:

• καλώδια δικτύου(ομοαξονικό, αποτελούμενο από δύο ομόκεντρους αγωγούς που είναι απομονωμένοι μεταξύ τους, ο εξωτερικός των οποίων μοιάζει με σωλήνα· οπτικές ίνες· καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους, που σχηματίζονται από δύο σύρματα συνυφασμένα μεταξύ τους κ.λπ.).
• συνδετήρες(υποδοχές) για σύνδεση καλωδίων σε υπολογιστή, υποδοχές σύνδεσης τμημάτων καλωδίων.
• προσαρμογείς διεπαφής δικτύουγια λήψη και μετάδοση δεδομένων. Σύμφωνα με συγκεκριμένο πρωτόκολλο, η πρόσβαση στο μέσο μετάδοσης δεδομένων ελέγχεται. Τοποθετείται σε μονάδες συστήματος υπολογιστών που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο. Συνδέεται σε βύσματα προσαρμογέα καλώδιο δικτύου;
• πομποδέκτεςαυξάνουν το επίπεδο ποιότητας της μετάδοσης δεδομένων μέσω καλωδίου, είναι υπεύθυνοι για τη λήψη σημάτων από το δίκτυο και τον εντοπισμό διενέξεων.
• κόμβους(hubs) και διανομείς μεταγωγής (διακόπτες) επεκτείνουν τις τοπολογικές, λειτουργικές και ταχύτητες δυνατότητες των δικτύων υπολογιστών. Ένας διανομέας με ένα σύνολο διαφορετικών τύπων θυρών σάς επιτρέπει να συνδυάζετε τμήματα δικτύου με διαφορετικά καλωδιακά συστήματα. Μπορείτε να συνδέσετε είτε έναν ξεχωριστό κόμβο δικτύου είτε έναν άλλο διανομέα ή τμήμα καλωδίου στη θύρα διανομέα.
• επαναλήπτες(repeaters) ενισχύουν τα σήματα που μεταδίδονται σε μεγάλα μήκη καλωδίων.

Τεχνολογία πελάτη-διακομιστή. Η φύση της αλληλεπίδρασης με υπολογιστή σε τοπικό δίκτυοσυνήθως συνδέονται με τον λειτουργικό τους σκοπό. Όπως και στην περίπτωση των απευθείας συνδέσεων, στα τοπικά δίκτυα χρησιμοποιούνται οι έννοιες «πελάτης» και «διακομιστής». Τεχνολογία πελάτη-διακομιστήείναι ένας ειδικός τρόπος αλληλεπίδρασης μεταξύ υπολογιστών σε τοπικό δίκτυο, στον οποίο ένας από τους υπολογιστές (διακομιστής) παρέχει τους πόρους του σε έναν άλλο υπολογιστή (πελάτη). Σύμφωνα με αυτό, γίνεται διάκριση μεταξύ δικτύων peer-to-peer και διακομιστή.

Στο peer-to-peer αρχιτεκτονικήΔεν υπάρχουν αποκλειστικοί διακομιστές στο δίκτυο, κάθε σταθμός εργασίας μπορεί να εκτελέσει τις λειτουργίες ενός πελάτη και ενός διακομιστή. Σε αυτήν την περίπτωση, ο σταθμός εργασίας κατανέμει μέρος των πόρων του σε κοινή χρήσηόλους τους σταθμούς εργασίας στο δίκτυο. Κατά κανόνα, τα δίκτυα peer-to-peer δημιουργούνται με βάση υπολογιστές ίσης ισχύος. Τα δίκτυα peer-to-peer είναι αρκετά απλά στη δημιουργία και λειτουργία. Στην περίπτωση που το δίκτυο αποτελείται από μικρό αριθμό υπολογιστών και η κύρια λειτουργία του είναι η ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ σταθμών εργασίας, η αρχιτεκτονική peer-to-peer είναι η πιο αποδεκτή λύση (Πίνακας 4.1).

Πίνακας 4.1.Ομότιμα ​​LAN και LAN με αποκλειστικό διακομιστή αρχείων

ΣΕ peer-to-peer LANόλοι οι σταθμοί εργασίας (υπολογιστές) έχουν τις ίδιες δυνατότητες μεταξύ τους

ΣΕ LAN με αποκλειστικό διακομιστήΣε έναν από τους υπολογιστές (διακομιστή) εκχωρούνται λειτουργίες αποστολής. Αυτός ο υπολογιστής έχει συνήθως υψηλότερη παραγωγικότητακαι διαχειρίζεται τις μονάδες δίσκου σκληροι ΔΙΣΚΟΙ(διακομιστής αρχείων), υποστηρίζει συλλογικό περιφερειακά, όπως συσκευές εκτύπωσης (διακομιστής εκτύπωσης), plotters, streamers, σαρωτές, μόντεμ κ.λπ.)

Για LAN, χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι καλωδίων, καθώς και κανάλια ραδιοκυμάτων, υπέρυθρων και οπτικών.

Τοπολογία δικτύου υπολογιστών. Η διαμόρφωση του LAN καθορίζει πώς βρίσκονται οι συνδρομητές δικτύου και πώς συνδέονται μεταξύ τους. Υπάρχουν πολλές διαμορφώσεις τοπικών δικτύων (Πίνακας 4.2).

Πίνακας 4.2.Τοπολογίες τοπικών δικτύων

Τέλος τραπεζιού. 4.2

Σε σχήμα αστεριούΤα τοπικά δίκτυα προέκυψαν με βάση τα θεσμικά τηλεφωνικά δίκτυαμε PBX.

Στο κέντρο του LAN σε σχήμα αστεριού υπάρχει ένας κεντρικός διακόπτης, ο οποίος ψηφίζει διαδοχικά τους συνδρομητές και τους παρέχει το δικαίωμα ανταλλαγής δεδομένων

ΣΕ δαχτυλίδιΟι πληροφορίες LAN μεταδίδονται μέσω ενός κλειστού καναλιού (δακτύλιος), στις περισσότερες περιπτώσεις μόνο προς μία κατεύθυνση. Κάθε συνδρομητής συνδέεται απευθείας με δύο γειτονικούς συνδρομητές, αλλά «ακούει» τη μετάδοση οποιουδήποτε συνδρομητή δικτύου

Διαχείριση δικτύου. Δίκτυα υπολογιστώνέχουν τα ίδια μειονεκτήματα με τους Η/Υ στη μορφή αυτόνομο σύστημα. Η εσφαλμένη ενεργοποίηση και απενεργοποίηση οποιουδήποτε εξοπλισμού, η υπέρβαση των ορίων της περιοχής, η κακή χρήση πληροφοριών και (ή) ο χειρισμός του δικτύου μπορεί να καταστρέψει σύστημα εργασίας. Η διασφάλιση της αξιοπιστίας του δικτύου είναι ευθύνη του διαχειριστή του δικτύου, ο οποίος πρέπει πάντα να ενημερώνεται φυσική κατάστασηκαι την απόδοση του δικτύου και να λάβουν έγκαιρα τις κατάλληλες αποφάσεις.

Ο διαχειριστής δικτύου διαχειρίζεται λογαριασμούς και ελέγχει τα δικαιώματα πρόσβασης στα δεδομένα. Για να επιτευχθεί αυτό, τα δίκτυα χρησιμοποιούν ένα σύστημα ονομασίας και διευθύνσεων. Κάθε χρήστης έχει το δικό του αναγνωριστικό - ένα όνομα, σύμφωνα με το οποίο λαμβάνει περιορισμένη πρόσβαση στους πόρους του δικτύου και τον χρόνο που αφιερώνει στο δίκτυο. Οι χρήστες μπορούν επίσης να ομαδοποιηθούν σε ομάδες με τα δικά τους δικαιώματα και περιορισμούς. Ένα σύστημα κωδικών πρόσβασης χρησιμοποιείται για την αποτροπή μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης.

Ένα από τα μειονεκτήματα των δικτύων peer-to-peer είναι η παρουσία κατανεμημένων δεδομένων και η δυνατότητα αλλαγής των πόρων διακομιστή κάθε σταθμός εργασίας- περιπλέκει την προστασία των πληροφοριών από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση. Συνειδητοποιώντας αυτό, οι προγραμματιστές αρχίζουν να δίνουν προσοχή Ιδιαίτερη προσοχήζητήματα ασφάλειας πληροφοριών σε δίκτυα peer-to-peer. Ένα άλλο μειονέκτημα των peer-to-peer δικτύων είναι το δικό τους χαμηλή απόδοση. Αυτό εξηγείται από πόρους δικτύουεπικεντρώνεται σε σταθμούς εργασίας που πρέπει να εκτελούν ταυτόχρονα τις λειτουργίες πελατών και διακομιστών.

ΣΕ δίκτυα διακομιστών Υπάρχει σαφής διαχωρισμός των λειτουργιών μεταξύ των υπολογιστών: ορισμένοι από αυτούς είναι πάντα πελάτες, ενώ άλλοι είναι διακομιστές. Λαμβάνοντας υπόψη την ποικιλία των υπηρεσιών που παρέχονται από τα δίκτυα υπολογιστών, υπάρχουν διάφοροι τύποι διακομιστών, και συγκεκριμένα: διακομιστής δικτύου, διακομιστής αρχείων, διακομιστής εκτύπωσης, διακομιστής αλληλογραφίας κ.λπ.

Διακομιστής δικτύου είναι ένας εξειδικευμένος υπολογιστής που επικεντρώνεται στην εκτέλεση του μεγαλύτερου μέρους της υπολογιστικής εργασίας και των λειτουργιών για τη διαχείριση ενός δικτύου υπολογιστών. Αυτός ο διακομιστής περιέχει τον πυρήνα του δικτύου λειτουργικό σύστημα, στο πλαίσιο του οποίου λειτουργεί ολόκληρο το τοπικό δίκτυο. Ο διακομιστής δικτύου έχει αρκετά υψηλή απόδοση και μεγάλη ποσότητα μνήμης. Με μια τέτοια οργάνωση δικτύου, οι λειτουργίες των σταθμών εργασίας περιορίζονται σε είσοδο/έξοδο πληροφοριών και ανταλλαγή τους με διακομιστή δικτύου.

Ορος διακομιστή αρχείωναναφέρεται σε έναν υπολογιστή του οποίου η κύρια λειτουργία είναι η αποθήκευση, διαχείριση και μετάδοση αρχείων δεδομένων. Δεν επεξεργάζεται ούτε τροποποιεί τα αρχεία που αποθηκεύει ή μεταδίδει. Ο διακομιστής μπορεί να μην "γνωρίζει" εάν το αρχείο είναι έγγραφο κειμένου, γραφική εικόναή υπολογιστικό φύλλο. Γενικά, ο διακομιστής αρχείων μπορεί να μην έχει καν πληκτρολόγιο ή οθόνη. Όλες οι αλλαγές στα αρχεία δεδομένων γίνονται από σταθμούς εργασίας πελάτη. Για να γίνει αυτό, οι πελάτες διαβάζουν αρχεία δεδομένων από διακομιστή αρχείων, κάντε τις απαραίτητες αλλαγές στα δεδομένα και επιστρέψτε τα στον διακομιστή αρχείων. Παρόμοια οργάνωσηπιο αποτελεσματικό όταν εργάζεστε μεγάλη ποσότηταχρήστες με κοινή βάσηδεδομένα. Στα πλαίσια μεγάλα δίκτυαΠολλοί διακομιστές αρχείων μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα.

Διακομιστής εκτύπωσης(διακομιστής εκτύπωσης) είναι μια συσκευή εκτύπωσης που συνδέεται με το μέσο μετάδοσης χρησιμοποιώντας έναν προσαρμογέα δικτύου. Ο διακομιστής εκτύπωσης λειτουργεί ανεξάρτητα από άλλες συσκευές δικτύου και αιτήσεις εκτύπωσης υπηρεσιών από όλους τους διακομιστές και τους σταθμούς εργασίας. Ως διακομιστές εκτύπωσης χρησιμοποιούνται ειδικοί εκτυπωτές υψηλής απόδοσης.

Σε υψηλή ένταση ανταλλαγής δεδομένων με παγκόσμια δίκτυαεντός τοπικών δικτύων κατανέμονται διακομιστές αλληλογραφίας , Μεμε τα οποία επεξεργάζονται τα μηνύματα email.

Σήμερα το concept δεν θα εκπλήσσει πλέον κανέναν. Ωστόσο, πολλοί από εμάς, όταν τα αναφέρουμε, δεν σκεφτόμαστε καν τι είναι μια τέτοια σύνδεση και πώς λειτουργούν οι υπηρεσίες δικτύου. Ας προσπαθήσουμε να εξετάσουμε αυτό το ζήτημα με τον πιο σύντομο δυνατό τρόπο, αφού σχετικά με τα δίκτυα και τις δυνατότητές τους σύγχρονος κόσμοςθα μπορούσε να γραφτεί μια ολόκληρη μονογραφία.

Αρχιτεκτονική δικτύου: κύριοι τύποι

Έτσι, όπως προκύπτει από τη βασική ερμηνεία του ίδιου του όρου, αντιπροσωπεύουν έναν ορισμένο αριθμό τερματικών (υπολογιστές, φορητοί υπολογιστές, φορητές συσκευές) συνδεδεμένα μεταξύ τους, τα οποία, στην πραγματικότητα, σχηματίζουν ένα δίκτυο.

Σήμερα, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι συνδέσεων: ενσύρματες και ασύρματες, οι οποίες χρησιμοποιούν σύνδεση μέσω ενός δρομολογητή όπως ένας δρομολογητής Wi-Fi. Αλλά αυτή είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου. Στην πραγματικότητα, η αρχιτεκτονική δικτύου περιλαμβάνει τη χρήση πολλών στοιχείων, και επομένως μπορεί να έχει διαφορετικές ταξινομήσεις. Είναι γενικά αποδεκτό ότι στις αυτή τη στιγμήΥπάρχουν τρεις τύποι δικτύων:

• δίκτυα peer-to-peer.
• δίκτυα με αποκλειστικούς διακομιστές·
• υβριδικά δίκτυα που περιλαμβάνουν όλους τους τύπους κόμβων.

Επιπλέον, μια ξεχωριστή κατηγορία αποτελείται από ραδιοτηλεοπτικά, παγκόσμια, τοπικά, δημοτικά, ιδιωτικά δίκτυα και άλλες ποικιλίες. Ας επικεντρωθούμε στις βασικές έννοιες.

Περιγραφή δικτύων ανά τύπο

Ας ξεκινήσουμε, ίσως, με δίκτυα που βασίζονται στην αλληλεπίδραση " κύριος υπολογιστήςστο δίκτυο πελατών." Όπως είναι ήδη σαφές, την κυρίαρχη θέση εδώ κατέχει το κεντρικό τερματικό, όπου γίνεται η διαχείριση του δικτύου και όλων των στοιχείων του. Τα τερματικά πελατών μπορούν να στείλουν μόνο αιτήματα για παροχή σύνδεσης και στη συνέχεια για λήψη πληροφοριών. Το κύριο τερματικό σε ένα τέτοιο δίκτυο δεν μπορεί να παίξει το ρόλο ενός υπολογιστή-πελάτη.

Συχνά ονομάζονται peer-to-peer, διαφέρουν από τον πρώτο τύπο στο ότι οι πόροι σε αυτά κατανέμονται εξίσου μεταξύ όλων των συνδεδεμένων τερματικών. Το περισσότερο απλό παράδειγμαμπορούν να θεωρηθούν οι διαδικασίες λήψης αρχείων με χρήση torrent. Τελικό αρχείοπλήρως ή μερικώς φορτωμένο μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικούς ακροδέκτες. Σύστημα χρήστη, με τη λήψη του στον υπολογιστή σας, χρησιμοποιεί όλους τους διαθέσιμους πόρους στο δίκτυο για τη λήψη τμημάτων του επιθυμητού αρχείου. Όσο περισσότερα είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα λήψης. Σε αυτή την περίπτωση, η διεύθυνση δικτύου δεν παίζει ιδιαίτερο ρόλο. Η βασική προϋπόθεση είναι ότι μηχανή πελάτηέχει εγκατασταθεί το κατάλληλο λογισμικό. Αυτό είναι που θα δημιουργήσει αιτήματα πελατών.

Η αρχιτεκτονική δικτύου πελάτη-διακομιστή είναι η απλούστερη. Για απλούστερη κατανόηση, η σύνδεση μεταξύ των τερματικών υπολογιστών (ανεξάρτητα από το πώς γίνεται) μπορεί να αναπαρασταθεί ως μια αίθουσα βιβλιοθήκης στην οποία υπάρχει χώρος αποθήκευσης ή ράφια με βιβλία (κεντρικός διακομιστής) και πίνακες όπου οι επισκέπτες μπορούν να διαβάσουν υλικό από τα ράφια.

Προφανώς, υπάρχει μια σαφής σχέση εδώ: ο επισκέπτης έρχεται στη βιβλιοθήκη, καταχωρεί ή παρέχει ήδη καταχωρημένα προσωπικά δεδομένα ( αναγνώριση δικτύουμε βάση την εκχωρημένη διεύθυνση IP), στη συνέχεια αναζητά την απαιτούμενη βιβλιογραφία (αίτημα δικτύου), τελικά παίρνει το βιβλίο και το διαβάζει.

Φυσικά, αυτή η σύγκριση είναι η πιο πρωτόγονη, γιατί σύγχρονα δίκτυαδουλειά πολύ πιο δύσκολη. Ωστόσο, για μια απλοποιημένη κατανόηση της δομής, ένα τέτοιο παράδειγμα είναι τέλειο.

Ζητήματα αναγνώρισης τερματικού

Τώρα λίγα λόγια για το πώς αναγνωρίζονται οι υπολογιστές σε οποιοδήποτε τύπο δικτύου. Εάν κάποιος δεν γνωρίζει, όταν συνδεθεί, σε οποιοδήποτε τερματικό εκχωρούνται δύο τύποι διευθύνσεων IP ή, πιο απλά, ένα μοναδικό αναγνωριστικό: εσωτερικό και εξωτερικό. Η εσωτερική διεύθυνση δεν είναι μοναδική. Αλλά εξωτερική IP - ναι. Δεν υπάρχουν δύο μηχανές στον κόσμο με την ίδια IP. Αυτό σας επιτρέπει να αναγνωρίσετε οποιοδήποτε gadget, είτε πρόκειται για τερματικό υπολογιστή είτε κινητή συσκευή, εκατό τοις εκατό.

Για όλα αυτά ευθύνεται το αντίστοιχο πρωτόκολλο. Αυτή τη στιγμή, το πιο κοινό και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο είναι το IPv4. Ωστόσο, όπως δείχνει η πρακτική, έχει ήδη ξεπεράσει τη χρησιμότητά του, καθώς δεν μπορεί να παρέχει μοναδικές διευθύνσεις λόγω του αυξημένου αριθμού συσκευών πελατών. Απλά κοιτάξτε κινητό εξοπλισμό, γιατί την τελευταία δεκαετία έχουν χρησιμοποιηθεί τόσα πολλά gadget που σχεδόν κάθε δεύτερος κάτοικος της Γης έχει στη διάθεσή του το ίδιο κινητό τηλέφωνο.

Πρωτόκολλο IPv6

Έτσι, η αρχιτεκτονική του δικτύου, ιδίως του Διαδικτύου, άρχισε να αλλάζει. Και η τέταρτη έκδοση αντικαταστάθηκε από την έκτη (IPv6). Αν και δεν έχει λάβει ακόμη ιδιαίτερα ευρεία χρήση, ωστόσο, όπως αναφέρθηκε, το μέλλον δεν είναι μακριά και σύντομα σχεδόν όλοι οι πάροχοι που παρέχουν υπηρεσίες επικοινωνίας θα στραφούν σε αυτό το συγκεκριμένο πρωτόκολλο (με την επιφύλαξη της παρουσίας ενεργού Διακομιστής DHCPέκτη έκδοση).

Κρίνετε μόνοι σας, γιατί η χρήση αυτού του πρωτοκόλλου με την παροχή διεύθυνσης 128-bit σάς επιτρέπει να κρατάτε πολύ περισσότερες διευθύνσεις από ό,τι όταν χρησιμοποιείτε την τέταρτη έκδοση.

Dedicated Servers

Τώρα ας δούμε τους αποκλειστικούς διακομιστές. Ο χαρακτηρισμός μιλάει από μόνος του: προορίζονται για κάποιους συγκεκριμένα καθήκοντα. Σε γενικές γραμμές, αυτός είναι ένας πραγματικός διακομιστής Διαδικτύου εικονικού τύπου, ανήκει εξ ολοκλήρου στον χρήστη που το νοικιάζει. Αυτό είναι το νόημα της φιλοξενίας, όταν ο κάτοχος του podcast του κύριου πόρου μπορεί να δημοσιεύσει οποιαδήποτε πληροφορία στον εκχωρημένο χώρο.

Επιπλέον, δεν είναι ο ενοικιαστής που είναι υπεύθυνος για την ασφάλεια, αλλά αυτός που νοικιάζει τον χώρο του διακομιστή. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα τέτοιων διακομιστών. Εδώ έχετε αλληλογραφία, παιχνίδια και υπηρεσίες κοινής χρήσης αρχείων και προσωπικές σελίδες(δεν πρέπει να συγχέεται με τους λογαριασμούς σε στα κοινωνικά δίκτυακαι υπηρεσίες αυτού του τύπου), και πολλά άλλα.

Τοπικά δίκτυα

Ένα τοπικό δίκτυο, ή, όπως αποκαλείται συχνά, «τοπική περιοχή», οργανώνεται για να ενώσει έναν περιορισμένο αριθμό τερματικών σε ένα. Η αρχιτεκτονική ενός τοπικού δικτύου ως προς τη σύνδεση, όπως είναι ήδη σαφές, μπορεί να είναι ενσύρματη σύνδεση, και πρόσβαση από Τύπος VPN. Και στις δύο περιπτώσεις, απαιτείται σύνδεση με τον κύριο διακομιστή διαχείρισης. Σε αυτήν την περίπτωση, οι υπηρεσίες δικτύου μπορούν να λειτουργούν σε διπλή λειτουργία: με αυτόματη αναγνώριση (εκχώρηση διεύθυνσης σε κάθε μηχάνημα) ή με μη αυτόματη εισαγωγή παραμέτρων.

Τα τοπικά δίκτυα, κατ' αρχήν, έχουν διακριτικό χαρακτηριστικό, που συνίσταται μόνο στο γεγονός ότι οποιοδήποτε τερματικό χρειάζεται εγγραφή (η οποία δεν απαιτείται, για παράδειγμα, στον κεντρικό διακομιστή (συν τον διαχειριστή). Επιπλέον, η πρόσβαση στις "κοινόχρηστες" πληροφορίες μπορεί να είναι είτε πλήρης είτε περιορισμένη. Όλα εξαρτώνται από τις ρυθμίσεις Ωστόσο, αν κοιτάξετε ακόμη και το λεγόμενο υπηρεσίες cloud, στην ουσία αντιπροσωπεύουν και αυτά εικονικό δίκτυο, όπου οι χρήστες, μετά τον έλεγχο ταυτότητας, λαμβάνουν δικαιώματα πρόσβασης σε ορισμένες πληροφορίες, λήψη ή επεξεργασία αρχείων κ.λπ. Με όλα αυτά, μερικές φορές είναι ακόμη δυνατό να αλλάξουν ταυτόχρονα τα περιεχόμενα ενός αρχείου σε πραγματικό χρόνο.

Αρχιτεκτονική μια μικρή ιστορία

Τέλος, ερχόμαστε στο δίκτυο, το οποίο είναι το μεγαλύτερο στον κόσμο σήμερα. Φυσικά, αυτό είναι το Διαδίκτυο, ή ΠαγκόσμιοςΙστός. Πρωτότυπο Παγκόσμιος ΙστόςΤο ARPANET θεωρείται ένα σύστημα επικοινωνίας που αναπτύχθηκε για στρατιωτικούς σκοπούς στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1969. Εκείνη την εποχή, ωστόσο, η σύνδεση δοκιμάστηκε μόνο μεταξύ δύο κόμβων, αλλά με την πάροδο του χρόνου, πραγματοποιήθηκε σύνδεση στο δίκτυο μέσω καλωδίου ακόμη και με τερματικά που βρίσκονται στο Ηνωμένο Βασίλειο.

Μόνο πολύ αργότερα, όταν εμφανίστηκε η αναγνώριση με βάση τα πρωτόκολλα TCP/IP και το σύστημα ονομασίας τομέα, εμφανίστηκε αυτό που σήμερα ονομάζουμε Διαδίκτυο.

Γενικά, πιστεύεται ότι δεν υπάρχει ενιαίος κεντρικός διακομιστής στο Διαδίκτυο όπου θα μπορούσαν να αποθηκευτούν όλες οι πληροφορίες. Ναι, σήμερα δεν υπάρχουν μονάδες δίσκου τέτοιας χωρητικότητας. Όλες οι πληροφορίες διανέμονται σε εκατοντάδες χιλιάδες ξεχωριστούς διακομιστές ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ. Με άλλα λόγια, το Διαδίκτυο μπορεί εξίσου να ταξινομηθεί ως δίκτυο peer-to-peer ή υβριδικό δίκτυο. Με όλα αυτά, σε ένα ξεχωριστό μηχάνημα μπορείτε να δημιουργήσετε τον δικό σας διακομιστή Διαδικτύου, ο οποίος όχι μόνο θα σας επιτρέψει να διαχειριστείτε τις παραμέτρους δικτύου ή να αποθηκεύσετε απαραίτητες πληροφορίες, αλλά και να παρέχει πρόσβαση σε αυτό σε άλλους χρήστες. Διανομή Wi-Fi - γιατί όχι το πιο απλό παράδειγμα;

Βασικές παράμετροι και ρυθμίσεις

Όσο για τις παραμέτρους και τις ρυθμίσεις, όλα είναι απλά. Συνήθως, χειροκίνητη εισαγωγή IP δικτύου, DNS ή διακομιστές μεσολάβησης δεν έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αντίθετα, οποιοσδήποτε πάροχος παρέχει υπηρεσίες αυτόματη αναγνώρισηυπολογιστή ή κινητή συσκευήΣε σύνδεση.

Σε συστήματα Windows, η πρόσβαση σε αυτές τις ρυθμίσεις γίνεται μέσω ιδιοτήτων δικτύου με την επιλογή των παραμέτρων πρωτοκόλλου IPv4 (ή, εάν λειτουργεί, IPv6). Κατά κανόνα, οι ίδιες οι ρυθμίσεις υποδεικνύουν αυτόματη παραλαβήδιευθύνσεις, που εξοικονομεί τον χρήστη από τη μη αυτόματη εισαγωγή δεδομένων. Είναι αλήθεια ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, ειδικά κατά τη ρύθμιση πελατών RDP (απομακρυσμένη πρόσβαση) ή κατά την οργάνωση της πρόσβασης σε ορισμένες συγκεκριμένες υπηρεσίες, η μη αυτόματη εισαγωγή δεδομένων είναι υποχρεωτική.

συμπέρασμα

Όπως μπορείτε να δείτε, η κατανόηση της αρχιτεκτονικής δικτύου, γενικά, δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Κατ' αρχήν, μόνο οι βασικές πτυχές της οργάνωσης της εργασίας των δικτύων εξετάστηκαν εδώ για να εξηγηθεί αυτό το ζήτημα σε οποιονδήποτε, ακόμα και στον πιο απροετοίμαστο χρήστη, ας πούμε έτσι. Στην πραγματικότητα, φυσικά, όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα, γιατί δεν θίξαμε την έννοια διακομιστές DNS, διακομιστής μεσολάβησης, DHCP, WINS κ.λπ., καθώς και ζητήματα που σχετίζονται με το λογισμικό. Νομίζω ακόμα και αυτό ελάχιστες πληροφορίεςαρκετά για να κατανοήσουμε τη δομή και τις βασικές αρχές λειτουργίας δικτύων κάθε τύπου.

Οι πιο κοινές αρχιτεκτονικές:

· Ethernet αιθέρας– εκπομπή) – δίκτυο εκπομπής. Αυτό σημαίνει ότι όλοι οι σταθμοί στο δίκτυο μπορούν να λαμβάνουν όλα τα μηνύματα. Τοπολογία - γραμμική ή σε σχήμα αστεριού. Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 10 ή 100 Mbit/s.

· Arcnet ( Συνημμένο Δίκτυο Υπολογιστών Πόρων– δίκτυο υπολογιστών συνδεδεμένων πόρων) – δίκτυο εκπομπής. Η φυσική τοπολογία είναι ένα δέντρο. Ρυθμός μεταφοράς δεδομένων 2,5 Mbit/s.

· Token Ring (δίκτυο δακτυλίου αναμετάδοσης, δίκτυο διέλευσης διακριτικών) – ένα δίκτυο δακτυλίου στο οποίο η αρχή της μετάδοσης δεδομένων βασίζεται στο γεγονός ότι κάθε κόμβος δακτυλίου περιμένει την άφιξη κάποιας σύντομης μοναδικής ακολουθίας bit – σημάδι– από παρακείμενο προηγούμενο κόμβο. Η άφιξη του διακριτικού υποδεικνύει ότι είναι δυνατό να μεταδοθεί ένα μήνυμα από αυτόν τον κόμβο περαιτέρω κατά μήκος της ροής. Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 4 ή 16 Mbit/s.

FDDI ( Διεπαφή κατανεμημένων δεδομένων οπτικών ινών) – αρχιτεκτονική δικτύου για μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας μέσω γραμμών οπτικών ινών. Ταχύτητα μεταφοράς – 100 Mbit/sec. Τοπολογία – διπλός δακτύλιος ή μικτή (συμπεριλαμβανομένων των υποδικτύων αστεριών ή δέντρων). Ο μέγιστος αριθμός σταθμών στο δίκτυο είναι 1000. Πολύ υψηλό κόστος εξοπλισμού.

ATM ( Λειτουργία ασύγχρονης μεταφοράς) είναι μια πολλά υποσχόμενη, ακριβή αρχιτεκτονική που παρέχει τη μετάδοση ψηφιακών δεδομένων, πληροφοριών βίντεο και φωνής στις ίδιες γραμμές. Ταχύτητα μεταφοράς έως 2,5 Gbps. Οπτικές γραμμές επικοινωνίας.

Το κύριο καθήκον που επιλύεται κατά τη δημιουργία δικτύων υπολογιστών είναι η διασφάλιση της συμβατότητας του εξοπλισμού όσον αφορά τα ηλεκτρικά και μηχανικά χαρακτηριστικά και η διασφάλιση της συμβατότητας υποστήριξη πληροφοριών(προγράμματα και δεδομένα) με σύστημα κωδικοποίησης και μορφή δεδομένων. Η λύση σε αυτό το πρόβλημα ανήκει στον τομέα της τυποποίησης και βασίζεται στο λεγόμενο μοντέλο OSI (μοντέλο διαλειτουργικότητας) ανοιχτά συστήματα– Μοντέλο Διασυνδέσεων Ανοικτού Συστήματος). Μοντέλο OSIδημιουργήθηκε με βάση τεχνικές προτάσεις του Διεθνούς Ινστιτούτου Προτύπων ISO (Διεθνής Οργανισμός Προτύπων).

Σύμφωνα με το μοντέλο OSI, η αρχιτεκτονική δικτύου υπολογιστών θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη από την άποψη του διαφορετικά επίπεδα(συνολικός αριθμός επιπέδων – έως επτά). Εφαρμόζεται το υψηλότερο επίπεδο. Σε αυτό το επίπεδο ο χρήστης αλληλεπιδρά με υπολογιστικό σύστημα. Το χαμηλότερο επίπεδο είναι το φυσικό. Εξασφαλίζει την ανταλλαγή σημάτων μεταξύ συσκευών. Η ανταλλαγή δεδομένων στα συστήματα επικοινωνίας πραγματοποιείται μετακινώντας τα από το ανώτερο επίπεδο στο κατώτερο, στη συνέχεια μεταφέροντάς τα και, τέλος, αναπαράγοντάς τα στον υπολογιστή του πελάτη ως αποτέλεσμα της μετάβασης από το κατώτερο επίπεδο στο ανώτερο.

Ρύζι. 8. Επίπεδα ελέγχου και πρωτόκολλα του μοντέλου OSI

Για να εξασφαλιστεί η απαραίτητη συμβατότητα σε καθένα από τα επτά πιθανά επίπεδαΟι αρχιτεκτονικές δικτύων υπολογιστών έχουν ειδικά πρότυπα που ονομάζονται πρωτόκολλα. Καθορίζουν τη φύση της αλληλεπίδρασης υλικού των στοιχείων δικτύου (πρωτόκολλα υλικού) και τη φύση της αλληλεπίδρασης προγραμμάτων και δεδομένων (πρωτόκολλα λογισμικού). Φυσικά, οι λειτουργίες υποστήριξης πρωτοκόλλου εκτελούνται από συσκευές υλικού (διεπαφές) και λογισμικό (προγράμματα υποστήριξης πρωτοκόλλου). Τα προγράμματα που υποστηρίζουν πρωτόκολλα ονομάζονται επίσης πρωτόκολλα.

Κάθε επίπεδο αρχιτεκτονικής χωρίζεται σε δύο μέρη:

· Προδιαγραφή των υπηρεσιών.

· Προδιαγραφή πρωτοκόλλου.

Η προδιαγραφή υπηρεσίας ορίζει τι κάνει ένα επίπεδο και η προδιαγραφή πρωτοκόλλου καθορίζει πώς το κάνει και κάθε συγκεκριμένο επίπεδο μπορεί να έχει περισσότερα από ένα πρωτόκολλα.

Ας δούμε τις λειτουργίες που εκτελούνται από κάθε επίπεδο λογισμικού:

1. Φυσική στρώσηκάνει συνδέσεις σε ένα φυσικό κανάλι, αποσυνδέεται από ένα κανάλι και ελέγχει το κανάλι. Καθορίζεται ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων και η τοπολογία του δικτύου.

2. Επίπεδο σύνδεσης δεδομένωνπροσθέτει βοηθητικούς χαρακτήρες στις μεταδιδόμενες συστοιχίες πληροφοριών και ελέγχει την ορθότητα των μεταδιδόμενων δεδομένων. Εδώ οι μεταδιδόμενες πληροφορίες χωρίζονται σε πολλά πακέτα ή πλαίσια. Κάθε πακέτο περιέχει διευθύνσεις προέλευσης και προορισμού, καθώς και ανίχνευση σφαλμάτων.

3. Το επίπεδο δικτύου καθορίζει τη διαδρομή για τη μετάδοση πληροφοριών μεταξύ των δικτύων, παρέχει διαχείριση σφαλμάτων και επίσης διαχειρίζεται τις ροές δεδομένων. Το κύριο καθήκον επίπεδο δικτύου– δρομολόγηση δεδομένων (μεταφορά δεδομένων μεταξύ δικτύων).

4. Το επίπεδο μεταφοράς συνδέει τα χαμηλότερα επίπεδα (φυσικό, σύνδεσμος δεδομένων, δίκτυο) με ανώτερα επίπεδα, που υλοποιούνται λογισμικό. Αυτό το επίπεδο διαχωρίζει τα μέσα παραγωγής δεδομένων στο δίκτυο από τα μέσα μετάδοσής τους. Εδώ οι πληροφορίες χωρίζονται ανάλογα με ένα συγκεκριμένο μήκος και καθορίζεται η διεύθυνση προορισμού.

5. Το επίπεδο συνεδρίας διαχειρίζεται τις συνεδρίες επικοινωνίας μεταξύ δύο αλληλεπιδρώντων χρηστών, καθορίζει την αρχή και το τέλος μιας συνεδρίας επικοινωνίας, τον χρόνο, τη διάρκεια και τον τρόπο μιας συνεδρίας επικοινωνίας, τα σημεία συγχρονισμού για ενδιάμεσο έλεγχο και ανάκτηση κατά τη μεταφορά δεδομένων. Επαναφέρει τη σύνδεση μετά από σφάλματα κατά τη διάρκεια μιας συνεδρίας επικοινωνίας χωρίς απώλεια δεδομένων.

6. Αντιπρόσωπος – ελέγχει την παρουσίαση των δεδομένων στη μορφή που απαιτείται από το πρόγραμμα χρήστη, εκτελεί συμπίεση και αποσυμπίεση δεδομένων. Η αποστολή αυτού του επιπέδου είναι να μετατρέπει δεδομένα κατά τη μετάδοση πληροφοριών σε μια μορφή που χρησιμοποιείται σύστημα πληροφορίων. Κατά τη λήψη δεδομένων, αυτό το επίπεδο αναπαράστασης δεδομένων εκτελεί τον αντίστροφο μετασχηματισμό.

7. Επίπεδο εφαρμογήςαλληλεπιδρά με την εφαρμογή προγράμματα δικτύουσυντήρηση αρχείων, και επίσης εκτελεί υπολογιστικές εργασίες, εργασίες ανάκτησης πληροφοριών, λογικούς μετασχηματισμούς πληροφοριών, μετάδοση ταχυδρομικά μηνύματακαι ούτω καθεξής. το κύριο καθήκοναυτό το επίπεδο – να διασφαλιστεί φιλική προς το χρήστη διεπαφήγια τον χρήστη.

Σε διαφορετικά επίπεδα, ανταλλάσσονται διαφορετικές μονάδες πληροφοριών: bit, πλαίσια, πακέτα, μηνύματα συνεδρίας, μηνύματα χρήστη.

Γεια σας, αγαπητοί επισκέπτες του ιστότοπου! Τα δίκτυα πρέπει να υποστηρίζουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και υπηρεσιών και να λειτουργούν σε μεγάλο αριθμό εφαρμογών διάφοροι τύποιφυσικές υποδομές. Ο όρος αρχιτεκτονική δικτύου σε αυτό το πλαίσιο αναφέρεται τόσο σε τεχνολογίες που υποστηρίζουν την υποδομή όσο και υπηρεσίες λογισμικούκαι τα πρωτόκολλα που μεταφέρουν μηνύματα σε αυτήν την αρχιτεκτονική. Όπως σε γενικές γραμμές, εξελίσσονται, βρίσκουμε τέσσερα κύρια χαρακτηριστικά στις υποκείμενες αρχιτεκτονικές που πρέπει να εφαρμοστούν για να ανταποκριθούν στις προσδοκίες των χρηστών: , και .

Ένα επεκτάσιμο δίκτυο μπορεί γρήγορα να επεκταθεί για να υποστηρίζει νέους χρήστες και εφαρμογές χωρίς να επηρεάζει την απόδοση της ήδη παρεχόμενης υπηρεσίας. υπάρχοντες χρήστες. Χιλιάδες νέοι χρήστες και πάροχοι υπηρεσιών συνδέονται κάθε εβδομάδα. Η ικανότητα του δικτύου να υποστηρίξει αυτές τις νέες σχέσεις εξαρτάται από τον ιεραρχικό σχεδιασμό της υποκείμενης φυσικής υποδομής και τη λογική αρχιτεκτονική του δικτύου. Η λειτουργία κάθε επιπέδου επιτρέπει στους χρήστες ή τους παρόχους υπηρεσιών να συνδέονται στο Διαδίκτυο χωρίς διακοπή της λειτουργικότητας ολόκληρο το δίκτυο. Οι τεχνολογικές εξελίξεις βελτιώνουν συνεχώς τις δυνατότητες ανταλλαγής μηνυμάτων και την απόδοση των στοιχείων φυσικής υποδομής σε κάθε επίπεδο. Αυτές οι εξελίξεις, μαζί με νέους τρόπους αναγνώρισης και εντοπισμού μεμονωμένων χρηστών ενοποιημένο δίκτυοσας επιτρέπουν να αναπτύσσεστε σύμφωνα με τις ανάγκες και τις απαιτήσεις των χρηστών.

Ποιότητα υπηρεσίας (από τα αγγλικά Quality of Service ή QoS)

Επί επί του παρόντοςπαρέχει ένα αποδεκτό επίπεδο ανοχής σφαλμάτων και επεκτασιμότητας για τους χρήστες. Αλλά νέες εφαρμογές διαθέσιμο στους χρήστεςμέσω διασυνδεδεμένων δικτύων, δημιουργούν υψηλότερες προσδοκίες για την ποιότητα των παρεχόμενων υπηρεσιών. Φωνητική επικοινωνίακαι οι μεταδόσεις βίντεο απαιτούν ένα επίπεδο σταθερής ποιότητας και αδιάλειπτης μετάδοσης που δεν απαιτούνταν για τις παραδοσιακές εφαρμογές υπολογιστή. Η ποιότητα αυτών των υπηρεσιών μετριέται σε σύγκριση με την απευθείας ακρόαση/προβολή των ίδιων παρουσιάσεων ήχου ή βίντεο (όχι μέσω ). Τα παραδοσιακά δίκτυα φωνής και βίντεο έχουν σχεδιαστεί για να υποστηρίζουν έναν τύπο μετάδοσης και επομένως είναι σε θέση να παρέχουν ένα αποδεκτό επίπεδο ποιότητας. Οι νέες απαιτήσεις για την υποστήριξη αυτής της ποιότητας υπηρεσίας σε ένα συγκλίνον δίκτυο αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο σχεδιάζονται και υλοποιούνται οι αρχιτεκτονικές του δικτύου.

Εξελίχτηκε από ένα αυστηρά ελεγχόμενο, ενοποιημένο δίκτυο εκπαιδευτικών και κυβερνητικών οργανισμών σε ένα παγκόσμιο διαθέσιμο δίκτυο, που έχει γίνει μέσο προσωπικής και επιχειρηματικής επικοινωνίας. Ως αποτέλεσμα, οι απαιτήσεις ασφάλειας δικτύου έχουν αλλάξει. Προσδοκίες ασφάλειας και ιδιωτικότητας που σχετίζονται με τη χρήση των διαδικτυακών εργασιών για εμπιστευτικές και επιχειρηματικές επικοινωνίες διαβαθμισμένη πληροφορία, υπερβαίνουν τις δυνατότητες που το ρεύμα αρχιτεκτονική δικτύου. Η ταχεία επέκταση σε περιοχές επικοινωνιών που δεν εξυπηρετούνται από τις παραδοσιακές επικοινωνίες αυξάνει την ανάγκη να δημιουργηθεί ασφάλεια στην αρχιτεκτονική του δικτύου. Εξαιτίας αυτού, καταβάλλονται πολλές προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης σε αυτόν τον τομέα και πολλά εργαλεία και διαδικασίες εφαρμόζονται για να καλύψουν τις εγγενείς οπές ασφαλείας στην αρχιτεκτονική του δικτύου.

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!.

Αρχιτεκτονική δικτύου

Η αρχιτεκτονική ενός υπολογιστή είναι η περιγραφή του σε κάποιο γενικό επίπεδο, συμπεριλαμβανομένης μιας περιγραφής των δυνατοτήτων προγραμματισμού του χρήστη, συστημάτων εντολών, συστημάτων διευθύνσεων, οργάνωσης μνήμης κ.λπ. Η αρχιτεκτονική καθορίζει τις αρχές λειτουργίας, τις συνδέσεις πληροφοριών και τη διασύνδεση των κύριων λογικών κόμβων ενός υπολογιστή: επεξεργαστή, μνήμη RAM, εξωτερική αποθήκευση και περιφερειακές συσκευές. Η κοινή αρχιτεκτονική διαφορετικών υπολογιστών διασφαλίζει τη συμβατότητά τους από τη σκοπιά του χρήστη.

Η δομή ενός υπολογιστή είναι το σύνολο των λειτουργικών στοιχείων του και οι μεταξύ τους συνδέσεις. Τα στοιχεία μπορεί να είναι μια μεγάλη ποικιλία συσκευών - από τους κύριους λογικούς κόμβους ενός υπολογιστή έως τα απλούστερα κυκλώματα. Η δομή ενός υπολογιστή απεικονίζεται γραφικά ως μπλοκ διαγράμματα, με το οποίο μπορείτε να περιγράψετε έναν υπολογιστή σε οποιοδήποτε επίπεδο λεπτομέρειας.

Οι πιο κοινές αρχιτεκτονικές λύσεις είναι:

Κλασική αρχιτεκτονική (αρχιτεκτονική von Neumann) - μια αριθμητική-λογική μονάδα (ALU), μέσω της οποίας διέρχεται η ροή δεδομένων και μια συσκευή ελέγχου (CU), μέσω της οποίας περνά η ροή εντολών - το πρόγραμμα.

Αυτός ο τύπος αρχιτεκτονικής περιλαμβάνει επίσης την αρχιτεκτονική ενός προσωπικού υπολογιστή με κοινό δίαυλο. Όλα τα λειτουργικά μπλοκ εδώ διασυνδέονται με έναν κοινό δίαυλο, που ονομάζεται επίσης δίαυλος συστήματος.

Φυσικά, η ραχοκοκαλιά είναι μια γραμμή πολλαπλών συρμάτων με υποδοχές για τη σύνδεση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Το σύνολο των συρμάτων κορμού χωρίζεται σε ξεχωριστές ομάδες: δίαυλος διευθύνσεων, δίαυλος δεδομένων και δίαυλος ελέγχου.

Οι περιφερειακές συσκευές (εκτυπωτής κ.λπ.) συνδέονται με το υλικό του υπολογιστή μέσω ειδικών ελεγκτών - συσκευών ελέγχου περιφερειακών συσκευών.

Ο ελεγκτής είναι μια συσκευή που συνδέει περιφερειακό εξοπλισμό ή κανάλια επικοινωνίας με τον κεντρικό επεξεργαστή, απαλλάσσοντας τον επεξεργαστή από τον άμεσο έλεγχο της λειτουργίας αυτού του εξοπλισμού.

Η αρχιτεκτονική του δικτύου είναι παρόμοια με την αρχιτεκτονική των κτιρίων. Η αρχιτεκτονική του κτιρίου αντανακλά το στυλ κατασκευής και τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή. Η αρχιτεκτονική δικτύου περιγράφει όχι μόνο τη φυσική διάταξη των συσκευών δικτύου, αλλά και τον τύπο των προσαρμογέων και των καλωδίων που χρησιμοποιούνται. Επιπλέον, η αρχιτεκτονική δικτύου καθορίζει τις μεθόδους μετάδοσης δεδομένων μέσω του καλωδίου.

Αρχιτεκτονική δικτύου

Η αρχιτεκτονική του δικτύου ορίζει τα κύρια στοιχεία του δικτύου και χαρακτηρίζει το σύνολο του λογική οργάνωση,υλισμικό, λογισμικό, περιγράφει μεθόδους κωδικοποίησης. Η αρχιτεκτονική καθορίζει επίσης τις αρχές λειτουργίας και τη διεπαφή χρήστη.

Αυτό το μάθημα θα καλύπτει τρεις τύπους αρχιτεκτονικών:

τερματικό αρχιτεκτονικής - κύριος υπολογιστής.

peer-to-peer αρχιτεκτονική?

αρχιτεκτονική πελάτη-διακομιστή.

Αρχιτεκτονικό τερματικό - κύριος υπολογιστής

Η αρχιτεκτονική τερματικού – κεντρικού υπολογιστή είναι μια έννοια ενός δικτύου πληροφοριών στο οποίο όλη η επεξεργασία δεδομένων πραγματοποιείται από έναν ή μια ομάδα κεντρικών υπολογιστών.

Η υπό εξέταση αρχιτεκτονική περιλαμβάνει δύο τύπους εξοπλισμού:

Ο κύριος υπολογιστής όπου πραγματοποιείται η διαχείριση δικτύου, η αποθήκευση και η επεξεργασία δεδομένων.

Τερματικά σχεδιασμένα για τη μετάδοση εντολών στον κεντρικό υπολογιστή για την οργάνωση συνεδριών και την εκτέλεση εργασιών, την εισαγωγή δεδομένων για την ολοκλήρωση εργασιών και τη λήψη αποτελεσμάτων.

Ο κεντρικός υπολογιστής αλληλεπιδρά με τα τερματικά μέσω πολυπλέκτη μετάδοσης δεδομένων (MTD).

Ένα κλασικό παράδειγμα αρχιτεκτονικής δικτύου με κεντρικούς υπολογιστές είναι η αρχιτεκτονική δικτύου συστημάτων ( Δίκτυο συστήματοςΑρχιτεκτονική - SNA).

Αρχιτεκτονική peer-to-peer

Η αρχιτεκτονική peer-to-peer είναι η έννοια ενός δικτύου πληροφοριών στο οποίο οι πόροι του είναι διασκορπισμένοι σε όλα τα συστήματα. Αυτή η αρχιτεκτονική χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι όλα τα συστήματα σε αυτήν έχουν ίσα δικαιώματα.

Τα δίκτυα peer-to-peer περιλαμβάνουν μικρά δίκτυα όπου οποιοσδήποτε σταθμός εργασίας μπορεί ταυτόχρονα να εκτελέσει τις λειτουργίες ενός διακομιστή αρχείων και ενός σταθμού εργασίας. Σε peer-to-peer LAN, ο χώρος στο δίσκο και τα αρχεία σε οποιονδήποτε υπολογιστή μπορούν να μοιραστούν. Για να γίνει κοινόχρηστος ένας πόρος, πρέπει να είναι κοινόχρηστος χρησιμοποιώντας υπηρεσίες απομακρυσμένη πρόσβασηλειτουργικά συστήματα peer-to-peer δικτύου. Ανάλογα με τον τρόπο ρύθμισης της προστασίας δεδομένων, άλλοι χρήστες θα μπορούν να χρησιμοποιούν τα αρχεία αμέσως μετά τη δημιουργία τους. Τα peer-to-peer LAN είναι αρκετά καλά μόνο για μικρές ομάδες εργασίας.

Αρχιτεκτονική πελάτη-διακομιστή

Ο πελάτης-διακομιστής είναι μια αρχιτεκτονική υπολογιστών ή δικτύου στην οποία οι εργασίες ή το φορτίο δικτύου κατανέμονται μεταξύ παρόχων υπηρεσιών, που ονομάζονται διακομιστές, και πελατών υπηρεσιών, που ονομάζονται πελάτες. Συχνά οι πελάτες και οι διακομιστές επικοινωνούν μέσω δίκτυο υπολογιστώνκαι μπορεί να είναι είτε διάφορες φυσικές συσκευές είτε λογισμικό

Πλεονεκτήματα

Καθιστά δυνατή, στις περισσότερες περιπτώσεις, την κατανομή των λειτουργιών ενός υπολογιστικού συστήματος μεταξύ πολλών ανεξάρτητων υπολογιστών σε ένα δίκτυο. Αυτό διευκολύνει τη συντήρηση του συστήματος υπολογιστή. Ειδικότερα, η αντικατάσταση, επισκευή, αναβάθμιση ή μετακίνηση διακομιστή δεν επηρεάζει τους πελάτες.

Όλα τα δεδομένα αποθηκεύονται στον διακομιστή, ο οποίος, κατά κανόνα, προστατεύεται πολύ καλύτερα από τους περισσότερους πελάτες. Είναι ευκολότερο να επιβληθούν έλεγχοι αδειών στο διακομιστή ώστε να επιτρέπεται μόνο σε πελάτες με τα κατάλληλα δικαιώματα πρόσβασης να έχουν πρόσβαση στα δεδομένα.

Σας επιτρέπει να συνδυάσετε διαφορετικούς πελάτες. Οι πελάτες με διαφορετικές πλατφόρμες υλικού, λειτουργικά συστήματα κ.λπ. μπορούν συχνά να χρησιμοποιήσουν τους πόρους ενός διακομιστή.

Ελαττώματα

Η αποτυχία διακομιστή μπορεί να καταστήσει μη λειτουργικό ολόκληρο το δίκτυο υπολογιστή.

Η υποστήριξη της λειτουργίας αυτού του συστήματος απαιτεί έναν ξεχωριστό ειδικό - έναν διαχειριστή συστήματος.

Υψηλό κόστος εξοπλισμού.

Πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική πελάτη-διακομιστή

Η αρχιτεκτονική πελάτη-διακομιστή πολλαπλών επιπέδων είναι ένας τύπος αρχιτεκτονικής πελάτη-διακομιστή στην οποία η λειτουργία επεξεργασίας δεδομένων εκτελείται σε έναν ή περισσότερους ξεχωριστούς διακομιστές. Αυτό σας επιτρέπει να διαχωρίσετε τις λειτουργίες αποθήκευσης, επεξεργασίας και παρουσίασης δεδομένων για πιο αποτελεσματική χρήση των δυνατοτήτων των διακομιστών και των πελατών.

Ειδικές περιπτώσεις αρχιτεκτονικής πολλαπλών επιπέδων:

Αρχιτεκτονική τριών επιπέδων

Δίκτυο αποκλειστικού διακομιστή

Ένα αποκλειστικό δίκτυο διακομιστή (δίκτυο πελάτη/διακομιστή) είναι ένα τοπικό δίκτυο (LAN) στο οποίο οι συσκευές δικτύου είναι κεντρικές και ελέγχονται από έναν ή περισσότερους διακομιστές. Οι μεμονωμένοι σταθμοί εργασίας ή οι πελάτες (όπως οι υπολογιστές) πρέπει να έχουν πρόσβαση σε πόρους δικτύου μέσω διακομιστών.

Αρχιτεκτονικές δικτύου

Οι αρχιτεκτονικές δικτύου χωρίζονται ανά ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων, μέσο μετάδοσης, επιλογές υλοποίησης, τοπολογία

Ethernet. 10 Mbps.

• 10BaseT (Συστραμμένο ζεύγος);
• 10Βάση2 (Λεπτό ομοαξονικό);
• 10Βάση5 (Παχύ ομοαξονικό);
• 10BaseFL (Οπτικές ίνες).

10Base2 ή Thin Ethernet

10 Βάση 5

Το IEEE 10Base5 ή παχύ Ethernet είναι το παλαιότερο πρότυπο μεταξύ των άλλων. Επί του παρόντος, είναι δύσκολο να βρεθεί νέος εξοπλισμός προς πώληση για την κατασκευή ενός δικτύου με βάση αυτό το πρότυπο. Οι κύριες παράμετροί του:

10Base-T ή Ethernet πάνω από συνεστραμμένο ζεύγος

Το 1990, η IEEE δημοσίευσε την προδιαγραφή 802.3 για την κατασκευή ενός δικτύου Ethernet συνεστραμμένου ζεύγους. l0BaseT (10 - ταχύτητα μετάδοσης 10 Mbit/s, Βάση - στενή ζώνη, T - συνεστραμμένο ζευγάρι) - Δίκτυο Ethernet, το οποίο συνήθως χρησιμοποιεί μη θωρακισμένο καλώδιο για τη σύνδεση υπολογιστών συνεστραμμένο ζευγάρι(UTP). Ωστόσο, το θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος (STP) μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στην τοπολογία lOBaseT χωρίς να αλλάξει καμία από τις παραμέτρους του. Τα περισσότερα δίκτυα αυτού του τύπου είναι χτισμένα με τη μορφή αστεριού, αλλά το σύστημα μετάδοσης σήματος είναι ένας δίαυλος, όπως και άλλες διαμορφώσεις Ethernet. Συνήθως, ένας διανομέας δικτύου lOBaseT λειτουργεί ως επαναλήπτης πολλαπλών θυρών και συχνά βρίσκεται στο ράφι διανομής ενός κτιρίου. Κάθε υπολογιστής συνδέεται στο άλλο άκρο του καλωδίου που είναι συνδεδεμένο στον διανομέα και χρησιμοποιεί δύο ζεύγη καλωδίων: ένα για λήψη και ένα για μετάδοση. Το μέγιστο μήκος τμήματος l0BaseT είναι 100 m (328 πόδια). Το ελάχιστο μήκος καλωδίου είναι 2,5 m (περίπου 8 πόδια). Το δίκτυο l0BaseT μπορεί να εξυπηρετήσει έως και 1024 υπολογιστές.

10BaseFL

Το 10BaseFL (ρυθμός μετάδοσης 10 - 10 Mbps, μετάδοση βάσης - στενής ζώνης, FL - καλώδιο οπτικών ινών) είναι ένα δίκτυο Ethernet στο οποίο οι υπολογιστές και οι επαναλήπτες συνδέονται με καλώδιο οπτικών ινών. Ο κύριος λόγος για τη δημοτικότητα του 10BaseFL είναι η δυνατότητα τοποθέτησης καλωδίου μεταξύ επαναλήπτων σε μεγάλες αποστάσεις (για παράδειγμα, μεταξύ κτιρίων). Το μέγιστο μήκος ενός τμήματος 10BaseFL είναι 2000 μέτρα.

Ethernet. 100 Mbps.

Τα νέα πρότυπα Ethernet καθιστούν δυνατή την υπέρβαση των ταχυτήτων μετάδοσης των 10 Mbit/s Υπάρχουν πολλά πρότυπα Ethernet που μπορούν να ικανοποιήσουν τις αυξημένες απαιτήσεις, ας δούμε 2 από αυτά:

• 100BaseVG-AnyLAN Ethernet;
• 100BaseX Ethernet (Fast Ethernet).

Τόσο το Fast Ethernet όσο και το 100 Base VG-Any LAN είναι περίπου πέντε έως δέκα φορές ταχύτερα από τυπικό Ethernet. Επιπλέον, είναι συμβατά με την υπάρχουσα καλωδίωση 10BaseT. Αυτό σημαίνει ότι η μετάβαση από το l0BaseT σε αυτά τα πρότυπα είναι αρκετά απλή και γρήγορη.

100VG-AnyLAN

100VG (Voice Grade) AnyLAN - νέο τεχνολογία δικτύου, το οποίο συνδυάζει στοιχεία Ethernet και Token Ring. Αυτή η τεχνολογία, που αναπτύχθηκε από τη Hewlett-Packard, βελτιώνεται επί του παρόντος με το πρότυπο IEEE 802.12. Η προδιαγραφή 802.12 είναι ένα πρότυπο για τη μετάδοση πλαισίων Ethernet 802.3 και πακέτων 802.5 Token Ring. Αυτή η τεχνολογία έχει πολλά ονόματα:

• l00VG-AnyLAN;
• 100Βάση VG;
• AnyLAN.

Προδιαγραφές

Ας απαριθμήσουμε τις δυνατότητες ορισμένων από τις υπάρχουσες προδιαγραφές l00VG-AnyLAN:

• ελάχιστος ρυθμός μεταφοράς δεδομένων 100 Mbit/s.
• υποστήριξη για κλιμακωτή τοπολογία αστέρα που βασίζεται σε καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3, 4 ή 5 και καλώδιο οπτικών ινών;
• μέθοδος πρόσβασης βάσει προτεραιότητας αιτήματος (υπάρχουν δύο επίπεδα προτεραιότητας: χαμηλή και υψηλή).
• Υποστήριξη για εργαλεία φιλτραρίσματος για καρέ με προσωπική διεύθυνση στο hub (για να αυξηθεί ο βαθμός εμπιστευτικότητας).
• υποστήριξη για μετάδοση πλαισίου Ethernet και Token Ring.

Τοπολογία

Το δίκτυο 100VG-AnyLAN είναι χτισμένο χρησιμοποιώντας μια τοπολογία αστέρι, όπου όλοι οι υπολογιστές είναι συνδεδεμένοι σε έναν διανομέα. Το δίκτυο μπορεί να επεκταθεί προσθέτοντας διανομείς «παιδιού» στον κεντρικό, «γονικό» διανομέα, ο οποίος τους αντιμετωπίζει με τον ίδιο τρόπο όπως οι υπολογιστές, π.χ. Οι κόμβοι γονέων ελέγχουν τη μετάδοση των υπολογιστών που είναι συνδεδεμένοι στα «παιδιά» τους.

Μερικές σκέψεις

Η παρουσιαζόμενη τεχνολογία απαιτεί τη χρήση ειδικών κόμβων και σανίδων. Επιπλέον, το μήκος καλωδίου 100BaseVG, σε σύγκριση με το 10BaseT και άλλες εφαρμογές Ethernet, είναι περιορισμένο: το συνολικό μήκος ενός ζεύγους καλωδίων από έναν διανομέα 100BaseVG σε υπολογιστές δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 250 μέτρα Για να ξεπεραστεί αυτός ο περιορισμός, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ειδικός εξοπλισμός. Οι περιορισμοί μήκους καλωδίου θα έχουν ως αποτέλεσμα το 100BaseVG να απαιτεί περισσότερες βάσεις καλωδίων από το 10BaseT.

100BaseX Ethernet

Αυτό το πρότυπο, που μερικές φορές ονομάζεται Fast Ethernet, είναι μια επέκταση του υπάρχοντος Πρότυπο Ethernet. Είναι χτισμένο πάνω Κατηγορίες UTP 5 χρησιμοποιεί μια μέθοδο πρόσβασης CSMA/CD και μια τοπολογία από αστέρι σε δίαυλο (παρόμοια με το 10BaseT), όπου όλα τα καλώδια συνδέονται σε έναν διανομέα.