Лекция 1.

Тема1.1  Основы компьютерных сетей

Первые компьютеры были очень большими, неудобными и не использовались для интерактивной работы с пользователем. В первую очередь необходимо было сохранить ресурсы самого дорого устройства – центрального процессора. Но постепенно процессоры стали дешеветь. Поэтому начали образовываться многотерминальные системы – терминалы не имели своих вычислительных мощностей, но уже можно было организовать «параллельную» работу. Терминалы ставили не только в головном офисе, но и по всему предприятию. Особенностью данного этапа развития компьютерных сетей было то, что все вычислительные мощности были централизованы (центральный процессор). Но постепенно предприятия понимали, что им нужно что-то большее, чем многотерминальные системы.

Основные причины стремительного развития компьютерных сетей:

1.     Огромные возможности ЭВМ в обмене информацией (причем информацией любого типа - от простейших посланий в виде текстовых файлов до сложных форматов медиаинформации); в большинстве случаев сетевой обмен существенно дешевле традиционных почтовых посланий и телефонных разговоров.

2.     Возможность распределенных вычислений (например, использование значительных вычислительных ресурсов мощных удаленных компьютеров - к примеру, снабженных ориентированными на векторные операции процессорами).

История развития компьютерных сетей

В истории развития компьютерных сетей можно выделить пять основных этапов:

1. Начало 1960-х годов. Внедрение многотерминальных систем разделения времени. Многотерминальные системы считаются прообразом локальных сетей.

2. Конец 1960-х годов. Соединение суперкомпьютеров через телефонные линии с помощью модемов - зарождение глобальных сетей.

3. Начало 1970-х годов. Появление локальных сетей связывающих миникомпьютеры.

4. 1980-е годы. Широкое распространение локальных сетей персональных компьютеров . Разработка стандартов локальных сетей (Ethernet, Token Ring, Arcnet). Зарождение сети Интернет.

5. 1990-годы – настоящее время. Повсеместное внедрение сети Интернет. Значительное повышение скоростей передачи данных.  Сближение различных типов сетей (локальных и глобальных компьютерных сетей, телефонных и теле-радио сетей). Широкое распространение беспроводных технологий передачи данных

История компьютерных сетей указывает нам, что компьютерные сети – это результат эволюции двух технологий – компьютерной и телекоммуникационной.

Если посмотреть с точки зрения компьютерных технологий – то компьютерная сеть это система взаимосвязанных компьютеров, между которыми распределены задачи, которые необходимо решить, и данные.

А если посмотреть на компьютерные сети глазами телекоммуникационных технологий – то компьютерная сеть это средство передачи информации на различные расстояния (поэтому необходимо использовать методы кодирования и мультиплексирования).

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Основная цель объединения компьютеров в сеть: обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к локальным ресурсам всех компьютеров сети.

Основные функции, реализуемые компьютерными сетями:

1. Создание единого информационного пространства которое способно охватить и применять для всех пользователей информацию созданную в разное время и под разными типами хранения и обработки данных, распараллеливание и контроль выполнения работ и обработки данных по ним.

2. Повышение достоверности информации и надежности ее хранения путем создания устойчивой к сбоям и потери информации вычислительной системы, а так же создание архивов данных которые можно использовать, но на текущий момент необходимости в них нет.

3. Обеспечения эффективной системы накопления, хранения и поиска технологической, технико-экономической и финансово-экономической информации по текущей работе и проделанной некоторое время назад (информация архива) с помощью создания глобальной базы данных.

4. Обработка документов и построения на базе этого действующей системы анализа, прогнозирования и оценки обстановки с целью принятия оп­тимального решения и выработки глобальных отчетов.

5. Обеспечивать прозрачный доступ к информации авторизованному пользователю в соответствии с его правами и привилегиями.

Характеристики сети

Скорость - показывает как быстро данные передаются по сети. Более точной характеристикой могла бы быть пропускная способность.

Стоимость - показывает полную стоимость компонентов, установки и поддержки сети.

Защищённость - показывает насколько защищена сама сеть и данные, передаваемые в ней. Понятие защиты очень важно в компьютерной сети. Защита должна быть продумана перед любым внесением изменений, влияющих на сеть.

Доступность - показывает насколько сеть будет доступна для использования при необходимости. Для сети, которая должна работать 24 часа сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году доступность рассчитывается делением времени, которое она действительно была доступна для работы на полное количество времени и умножением на 100 для получения процентного показателя.

Например, если сеть недоступна 15 минут за год из-за неисправностей, процент доступности сети может быть вычислен следующим образом:

([Количество минут в году – не недоступности]/[Количество минут в году]*100) = =[525600 - 15] / [5256000]) * 100 = 99.9971

Масштабируемость (расширяемость) - показывает насколько легко сеть может быть расширена, т.е. сможет обслуживать большее количество пользователей или передавать большее количество данных. Если сеть была спроектирована и оптимизирована только для текущих требований, когда в сети потребуются изменения или расширение, можно прийти к мнению, что это будет слишком сложно и дорого для сети встретить новые требования.

Надёжность - показывает надёжность компонентов (маршрутизаторов, коммутаторов, персональных компьютеров и т.д.), комплектующих сеть и измеряет возможность аварий, называемую среднее время между авариями (MTBF - mean time between failure)

Топология. В описании сетей используются 2 типа топологий: физическая топология - расположение кабелей, сетевых устройств и оконечных систем, и логическая топология – пути, по которым сигналы передаются по сети.