Устройства межсетевого интерфейса

Устройства межсетевого интерфейса. Созданная на определенном этапе развития фирмы локальная вычислительная сеть с течением времени перестает удовлетворять потребности всех пользователей и возникает необходимость расширения ее функциональных возможностей или границ охватываемой ею территории. Может возникнуть необходимость объединения внутри фирмы ЛВС различных отделов и филиалов для организации обмена данными.

Наконец, стремление получить выход на новые информационные ресурсы может потребовать подключения ЛВС к сетям более высокого уровня. В качестве межсетевого интерфейса для соединения сетей между собой используются o повторители o мосты o маршрутизаторы o шлюзы. Повторители repeater устройства, усиливающие электрические сигналы и обеспечивающие сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большие расстояния.

Повторители описываются протоколами канального уровня модели взаимодействия открытых систем, могут объединять сети, отличающиеся протоколами лишь на физическом уровне OSI с одинаковыми протоколами управления на канальном и выше уровнях, и выполняют лишь регенерацию пакетов данных, обеспечивая тем самым электрическую независимость сопрягаемых сетей и защиту сигналов от воздействия помех.

Использование усилителей позволяет расширить и протяженность одной сети, объединяя несколько сегментов сети в единое целое. При установке усилителя создается физический разрыв в линии связи, при этом сигнал воспринимается с одной стороны, регенерируется и направляется к другой части линии связи. Мосты bridge описываются протоколами сетевого уровня OSI, регулируют трафик передачу данных между сетями, использующими одинаковые протоколы передачи данных на сетевом и выше уровнях, выполняя фильтрацию информационных пакетов в соответствии с адресами получателей.

Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем. Мосты могут быть локальными и удаленными. Локальные мосты соединяют сети, расположенные на ограниченной территории в пределах уже существующей системы. Удаленные мосты соединяют разнесенные территориально сети с использованием внешних каналов связи и модемов.

Маршрутизаторы router описываются и выполняют свои функции на транспортном уровне протоколов OSI и обеспечивают соединение логически не связанных сетей имеющих одинаковые протоколы на сеансовом и выше уровнях OSI они анализируют сообщение, определяют его дальнейший наилучший путь, выполняют его некоторое протокольное преобразование для согласования и передачи в другую сеть, создают нужный логический канал и передают сообщение по назначению. Маршрутизаторы обеспечивают достаточно сложный уровень сервиса они могут, например, соединять сети с разными методами доступа могут перераспределять нагрузки в линиях связи, направляя сообщения в обход наиболее загруженных линий и т. д. Шлюзы gateway устройства, позволяющие объединить вычислительные сети, использующие различные протоколы OSI на всех ее уровнях они выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней управления модели OSI. Кроме функций маршрутизаторов они выполняют еще и преобразование формата информационных пакетов и их перекодирование, что особенно важно при объединении неоднородных сетей.

Мосты, маршрутизаторы и шлюзы в локальной вычислительной сети это, как правило, выделенные компьютеры со специальным программным обеспечением и дополнительной связной аппаратурой.

Уровни OSI ПРОТОКОЛЫ Уровни OSI data 7 Прикладной Управление прикладными процессами Управление представлением данных Управление сеансами Управление трафиком Управление сетью Управление информационным каналом Управление физическим каналом 1 Прикладной Н1 data 6 Представления 6 Представления Н2 Н1 data 5 Сеансовый 5 Сеансовый НЗ Н2 Н1 data 4 Транспортный 4 Транспортный Н4 НЗ Н2 Н1 data 3 Сетевой 3 Сетевой Н5 Н4 НЗ Н2 Н1 data 2 Канальный 2 Канальный Н5 Н4 НЗ Н2 Н1 data 1 Физический 1 Физический ПЕРЕДАВАЕМЫЙ ПАКЕТ ПЕРЕДАЮЩАЯ СРЕДА коммуникационная подсеть Использование устройств межсетевого интерфейса 8.3. Управление взаимодействием устройств в сети Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей, обеспечивают решение следующих задач хранение данных, обработка данных, организация доступа пользователей к данным, передача данных и результатов обработки данных пользователям.

В системах централизованной обработки эти функции выполняла центральная ЭВМ Mainframe, Host. Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных.

Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами клиентом и сервером. Клиент задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтение файла, поиск информации в базе данных и т. д. Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента.

Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту. Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя.

В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере. Дня подобных систем приняты термины системы клиент-серверили архитектура клиент-сервер. Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером. Одноранговая сеть. В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям.

Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям диски, принтеры. Достоинстваодноранговых сетей низкая стоимость и высокая надежность. Недостатки одноранговых сетей o зависимость эффективности работы сети от количества станций o сложность управления сетью o сложность обеспечения защиты информации o трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.

Наибольшей популярностью пользуются одноранговые сети на базе сетевых операционных систем LANtastic, NetWareLite. Сеть с выделенным сервером. В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства жесткие диски, принтеры и модемы.

Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может быть представлена топологией звезда. Роль центрального устройства выполняет сервер. В сетях с централизованным управлением существует возможность обмена информацией между рабочими станциями, минуя файл-сервер.

Для этого можно использовать программу NetLink. После запуска программы на двух рабочих станциях можно передавать файлы с диска одной станции на диск другой аналогично операции копирования файловиз одного каталога в другой с помощью программы NortonCommander. Достоинства сети с выделенным сервером надежная система защиты информации высокое быстродействие отсутствие ограничений на число рабочих станций простота управления по сравнению с одноранговыми сетями. Недостаткисети высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер зависимость быстродействия и надежности сети от сервера меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.

Сети с выделенным сервером являются наиболее распространенными у пользователей компьютерных сетей. Сетевые операционные системы для таких сетей LANServerIBM, WindowsNTServerверсий 3.51 и 4,0 и NetWareNovell. 9. Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей. Наряду с аппаратными средствами ИВС должны иметь в своем составе и сложное программное и информационное обеспечение.

Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации выполняет техническое обслуживание и контроль работоспособности сетевых устройств. Сетевое программное обеспечение состоит из трех частей o общего программного обеспечения o системного программного обеспечения o специального программного обеспечения.

Общее программное обеспечение образуется из компонентов базового программного обеспечения отдельных компьютеров, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания. Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.

Специальное программное обеспечение предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области. Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего программного обеспечения операционные системы отдельных компьютеров, так и в составе системного программного обеспечения сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети. Сетевая операционная система СОС включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих o координацию работы всех звеньев и элементов сети o оперативное распределение ресурсов по элементам сети o распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети o установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами o контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации o защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа o выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети. В большинство сетевых операционных систем встроена поддержка протоколов TCPIP, IPXSPX, NetBEUI. Протоколы TCPIP были разработаны в США для сети министерства обороны ARPANet. Ввиду высокой надежности управления сетью и универсальности в части используемых компьютеров IBM PC, Macintosh и т. д. и операционных систем Windows, UNIX и т. д эти протоколы стали базовыми протоколами для сети Интернет.

Протоколы SPXIPX разработаны фирмой Novell.

Отличительная особенность этих протоколов маршрутизация, обеспечивающая кратчайший путь для передачи данных по сети и гарантированное установление надежной связи при этой передаче.

Выбор кратчайшего пути основан на следующем механизме. Машина-источник посылает по сети широковещательный запрос по всем путям до машины-приемника.

Путь, обеспечивший минимальную задержку в получении ответного эхо-сигнала, принимается за кратчайший. Этот механизм, конечно, существенно увеличивает трафик по сети и в этом его основной недостаток. Протокол NetBEUT детище фирмы IBM и создавался для обслуживания небольших сетей, в которых он очень популярен ввиду своей простоты и высокой скорости работы. Но в нем отсутствует маршрутизация и его поддерживают только операционные системы фирм IBM и Microsoft не поддерживает, например, ОС UNIX. Функциональные возможности операционных систем расширяются с помощью утилит специальных программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.

Клиент Компьютер А Сервер Компьютер В Взаимодействие программных компонентов при связи двух компьютеров