Барабанова М.И., Кияев В.И. Информационные технологии: открытые системы, сети, безопасность в системах и сетях

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 3.8. Классификация ЭВМ

МикроЭВМ разделяются на:

• многопользовательские микроЭВМ (мощные, оборудованные не-

сколькими видеотерминалами и работающие в режиме разделения

времени, что позволяет эффективно работать на них сразу не-

скольким пользователям);

• персональные ЭВМ (однопользовательские микроЭВМ, удовле-

творяющие требованиям общедоступности и универсальности

применения).

• рабочие станции (однопользовательские и многопользователь-

ские, предназначенные для выполнения определенного вида работ

в вычислительных сетях или управляющих сетях);

• серверы (многопользовательские мощные микроЭВМ в компью-

терных сетях, выделенные для выполнения специальных видов

работ и обработки запросов от персональных компьютеров и

станций сети);

• сетевые компьютеры (компьютеры, специально предназначенные

для работы в сети и настроенные на особенности данной сети).

Рабочая станция

Рабочая станция (Work Station) – абонентская компьютерная систе-

ма, специализированная на решение определенных задач пользователя.

Рабочая станция характеризуется многозадачностью – режимом, при ко-

тором пользователь может запускать несколько задач. Это позволяет вы-

полнять обработку группы прикладных процессов.

Сервер

В сетевой среде сервер выделен для выполнения конкретной задачи

при поддержке других компьютеров в сети. Один сервер может выполнять

множество необходимых задач либо для конкретных задач выделяются

отдельные серверы.

Термин сервер имеет два значения:

• элемент аппаратуры, предоставляющий совместно используемый

сервис в сетевой среде;

• программный компонент, предоставляющий общий функциональ-

ный сервис другим программным компонентам.

Далее речь пойдет о сервере как об элементе аппаратуры – компью-

тере, играющем роль сервера.

Наиболее распространенные типы серверов (рис. 3.9):

• файловые серверы;

• серверы печати;

• серверы сообщений;

• серверы приложений;

• серверы баз данных.

Рис. 3.9. Классификация серверов

Файловые серверы предоставляют средства, позволяющие пользова-

телям сети совместно работать с файлами. В зависимости от типа предос-

тавляемого файлового сервиса (передача файлов, хранение и перенос фай-

лов, синхронизация файлов при обновлении, архивация файлов и т.д.)

можно выделить:

• архивационные серверы – серверы, предназначенные для резервно-

го копирования информации на автономные устройства хранения

данных;

• серверы передачи данных – серверы, предназначенные для переда-

чи файлов между клиентами сети;

• серверы хранения файлов – серверы, предназначенные для хране-

ния редко используемых данных.

Файловые серверы можно классифицировать также по выполняемым

ролям в компьютерной сети: выделенные и невыделенные файловые сер-

веры.

• выделенный файл-сервер используется только как файл-сервер и не

может выступать в качестве рабочей станции;

• невыделенный файл-сервер может совмещать в себе функции как

файл-сервера, так и рабочей станции.

Серверы печати предоставляют средства совместного использования

ресурсов принтера. Эти серверы позволяют совместно работать с принте-

рами нескольким пользователям, размещать устройства печати там, где

удобнее, увеличить производительность рабочих станций, совместно ис-

пользовать в сети устройства факсимильной передачи данных. При нали-

Сервер

Файловые

серверы

Серверы пе-

чати

Серверы

баз данных

Серверы

приложений

Серверы

сообщений

Факс-

серверы

Серверы элек-

тронной почты

Серверы службы

каталогов

Архивационные

серверы

Серверы передачи

данных

Серверы хранения

файлов

чии в сервере печати факс-модемных плат пользователи сети могут вос-

пользоваться службами передачи факсимильных сообщений. Факс-сервер

позволяет принимать файлы непосредственно на рабочей станции, а про-

граммное обеспечение оптического распознавания символов (OCR) спо-

собно преобразовать эти факсы в редактируемый текст, экономя немало

времени и усилий.

Серверы сообщений предоставляют средства обмена сообщениями,

использующие разные методы коммуникаций. Существуют основные ти-

пы служб сообщений: электронная почта, приложения для рабочих групп,

объектно-ориентированные сообщения, службы каталогов. Поэтому в со-

вокупности серверов сообщений можно выделить:

• серверы электронной почты – серверы, предназначенные для орга-

низации электронной почты, с электронными почтовыми ящиками;

• серверы службы каталогов – серверы, которые помогают пользова-

телю находить, защищать и сохранять информацию в сети.

Требования повышенной производительности привели к созданию

суперсерверов. Это серверы высокой производительности, выполняющие

обработку данных для большого числа клиентов.

Существует классификация серверов, определяемая масштабом сети,

в которой они используются: сервер рабочей группы, сервер отдела или

сервер масштаба предприятия (корпоративный сервер). В зависимости от

числа пользователей и характера решаемых задач требования к составу

оборудования и программного обеспечения сервера, его надежности и

производительности сильно варьируются.

3.3.2. Система передачи данных

Система передачи данных – это совокупность программно-

аппаратных средств, служащих для передачи и приёма информации

(рис. 3.10).

Технические средства передачи данных представляют собой физиче-

ские средства соединения и передачи данных между вычислительными

или информационными системами. Эти средства представлены: сетевыми

адаптерами, сетевой средой передачи данных, модемами.

Сетевой адаптер – электронное устройство, позволяющее подклю-

чить локальную вычислительную машину в сеть (подключить компьютер

к кабелю сети), то есть создать новую рабочую станцию.

Среда передачи данных – физическая среда, в которой передаются

данные.

Рис. 3.10. Классификация систем передачи данных

Рис. 3.11. Классификация сред передачи данных

Среды передачи данных разделяются на две большие категории

(рис. 3.11):

• кабельная среда передачи данных;

• беспроводная среда передачи данных.

Кабельная среда передачи данных предполагает наличие определен-

ных видов кабелей. Тремя распространенными типами кабеля являются:

витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель.

Среда передачи данных

Кабельная с

еда Бесп

оводная с

еда

UTP

Коаксиальный

STP

Волоконно-оптический

Витая па

Радиоволны

Инфракрасное

изл

чение

Наземное

Сп

тниковое

Системы передачи данных

Технические средства

передачи данных

Программные средства

передачи данных

Сетевая среда передачи

данных

Модемы

Программы общего

назначения

Специализированные

программы

Сетевые адаптеры

Витая пара (Twisted Pair) содержит два или более пар скрученных

медных проводников, заключенных в одну оболочку. Различают два типа

витых пар: неэкранированную витую пару (UTP) и экранированную ви-

тую пару (STP).

Коаксиальный кабель (Coax) имеет два проводника с общей централь-

ной осью. В центре такого кабеля проходит сплошной медный проводник

или многожильный провод. Он заключен в пластиковый вспененный изо-

лированный слой. Различают два типа коаксиальных кабелей: тонкий ко-

аксиальный кабель (Thin Coaxial Cable) и толстый коаксиальный кабель

(Thick Coaxial Cable).

Волоконно-оптический кабель (Fiber Optic) производится из свето-

проводящего стекла или пластиковых волокон. Существует стандарт

FDDI передачи данных в локальной сети (Fiber Distributed Data Interface –

распределённый волоконный интерфейс данных), протянутой на расстоя-

нии до 200 километров. Стандарт основан на протоколе Token Ring. Кро-

ме большой территории, сеть FDDI способна поддерживать несколько ты-

сяч пользователей.

В качестве среды передачи данных в FDDI рекомендуется использо-

вать оптоволоконный кабель, однако можно использовать и медный ка-

бель, в таком случае используется сокращение CDDI (Copper Distributed

Data Interface). В качестве топологии используется схема двойного кольца,

при этом данные в кольцах циркулируют в разных направлениях. Одно

кольцо считается основным, по нему передаётся информация в обычном

состоянии; второе – вспомогательным, по нему данные передаются в слу-

чае обрыва на первом кольце. Для контроля состояния кольца использует-

ся сетевой маркер.

Поскольку такое дублирование повышает надёжность системы, дан-

ный стандарт с успехом применяется в магистральных каналах связи.

Беспроводная среда передачи данных (Wireless Fidelity – WiFi) приме-

няется в случае, когда большое расстояние или препятствия затрудняют

применение другого носителя. Существует два основных типа беспровод-

ной среды передачи данных: радиоволны и инфракрасное излучение.

В свою очередь, радиоволновые системы передачи данных можно раз-

делить на наземные микроволновые коммуникации (обычно используются

параболические антенны, позволяющие передавать и получать сигнал в

нижнем гигагерцевом диапазоне) и спутниковые микроволновые коммуни-

кации (передают сигнал между направленными параболическими антенна-

ми). Основное отличие спутниковых систем в том, что одна антенна нахо-

дится на спутнике, висящем над землей на геостационарной орбите.

Технология WiFi сегодня одна из самых перспективных в области ра-

диосвязи; аббревиатурой WiFi называют также один из форматов переда-

чи цифровых данных по радиоканалам.

Изначально устройства WiFi были предназначены для корпоративных

пользователей, чтобы заменить традиционные кабельные сети. Для про-

водной сети требуется тщательная разработка топологии сети и прокладка

вручную многих сотен метров кабеля, порой в самых неожиданных мес-

тах. Для организации же беспроводной сети требуется только установить

в одной или нескольких точках офиса базовые станции (центральный при-

емник-передатчик с антенной, подключенный к внешней сети или серве-

ру) и вставить в каждый компьютер сетевую плату с антенной. После это-

го людей и компьютеры можно передвигать как угодно, и даже переезд в

новый офис не разрушит однажды созданную сеть.

Технология IrDA (Infrared Data Assotiation) позволяет соединяться с

периферийным оборудованием без кабеля при помощи инфракрасного из-

лучения (ИК-излучения) с длиной волны 880 nm. Порт IrDA позволяет ус-

танавливать связь на коротком расстоянии до 1 метра в режиме «точка-

точка». Отметим, что разработчики технологии IrDA намеренно не стара-

лись создавать устройства для реализации локальной сети на основе ИК-

излучения, поскольку сетевые интерфейсы сложны и часто требуют боль-

шой мощности, а в цели IrDA входили низкое потребление и экономич-

ность. Интерфейс IrDA использует узкий ИК-диапазон (850–900 nm с «пи-

ком» 880 nm) с малой мощностью потребления, что позволяет создать не-

дорогую аппаратуру и не требует сертификации в Федеральной комиссии

по связи (Federal Communication Commission – FCC).

Устройство инфракрасного интерфейса подразделяется на два основных

блока: преобразователь (модули приемника-детектора и диода с управляю-

щей электроникой) и кодер-декодер. Блоки обмениваются данными по элек-

трическому интерфейсу, в котором в том же виде транслируются через оп-

тическое соединение, за исключением того, что здесь они пакуются в кадры

простого формата – данные передаются 10bit символами, с 8bit данных, од-

ним старт-битом в начале и одним стоп-битом в конце данных.

Сам порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-

порта ПК, который использует универсальный асинхронный приемо-

передатчик (Universal Asynchronous Receiver Transmitter – UART) и рабо-

тает со скоростью передачи данных 2400–115200 bps. Связь в IrDA полу-

дуплексная, т.к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний

PIN-диодный усилитель приемника. Воздушный промежуток между уст-

ройствами позволяет принять ИК-энергию только от одного источника в

данный момент. Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) – устройство прямого

(модулятор) и обратного (демодулятор) преобразования сигналов к виду,

принятому для использования в определенном канале связи, предназна-

ченный для преобразования цифровых сигналов в аналоговые и обратно.

Общая схема классификации модемов представлена на рисунке 3.12.

Чаще всего модемы используются для передачи информации от ком-

пьютера к компьютеру, управления удаленными компьютерами и локаль-

ными сетями, другим электронным оборудованием, при работе с удален-

ными терминалами в многопользовательских системах.

Рис. 3.12.Общая схема классификация модемов

Классификация модемов по области применения

Подавляющее большинство модемов предназначено для работы на

коммутируемых телефонных каналах. Модемы для сотовых систем связи

отличаются компактностью исполнения и поддержкой специальных про-

Для локальных

адиосетей

Бесконтактные

МОДЕМ

Для коммутируемых

телефонных каналов

Для выделенных теле-

фонных каналов

Для физических со-

единительных линий

Для цифровых систем

передачи данных

Для сотовых

систем связи

Для пакетных

адиосетей

Синхронные

Асинхронные

Внешние

Внутренние

Портативные

Групповые

Без систем

управления

Поддерживающие

набор АТ-команд

С поддержкой ко-

манд V.25bis

С фирменной систе-

мой команд

Поддерживающие

протоколы сетевого

управления

Модем

Факс-модем

Контактные

1 6

– по физической среде передачи данных

– по методу передачи

– по интерфейсу с каналом связи

– по конструкции модемов

– по интеллектуальным возможностям

– по назначению модемов

токолов модуляции и исправления ошибок, позволяющих эффективно пе-

редавать данные в условиях сотовых каналов с высоким уровнем помех и

постоянно изменяющимися параметрами. Пакетные радиомодемы предна-

значены для передачи данных по радиоканалу между мобильными поль-

зователями. Радиоканал по своим характеристикам близок к телефонному

и организуется с использованием типовых радиостанций.

Классификация модемов по методу передачи данных

Синхронизация передачи данных реализуется одним из двух спосо-

бов, связанных с тем, как работают тактовые генераторы отправителя и

получателя: независимо друг от друга (асинхронно) или согласованно

(синхронно).

Если передаваемые данные составлены из последовательности от-

дельных символов, то, как правило, каждый символ передается независи-

мо от остальных и получатель синхронизируется вначале каждого полу-

чаемого символа. Для такого типа связи обычно используется асинхрон-

ная передача (асинхронный модем).

Если передаваемые данные образуют непрерывную последователь-

ность символов или байтов, то тактовые генераторы отправителя и полу-

чателя должны быть синхронизированы в течение длительного промежут-

ка времени. В этом случае используется синхронная передача данных

(синхронный модем). Достоинством синхронного режима является высо-

коскоростная передача данных.

Классификация модемов по интеллектуальным возможностям

Современные модемы наделены широким спектром интеллектуальных

возможностей.

Классификация модемов по конструкции

Внешние модемы представляют собой автономные устройства, под-

ключаемые к компьютеру или другому DTE посредством одного из стан-

дартных интерфейсов DTE-DCE.

Внутренний модем – это плата расширения, вставляемая в соответст-

вующий слот компьютера.

Портативные модемы предназначены для использования мобильными

пользователями совместно с компьютерами класса Notebook.

Групповыми модемами называют совокупность отдельных модемов,

объединенных в общий блок и имеющих общие блок питания, устройства

управления и отображения. Отдельный модем группового модема пред-

ставляет собой плату с разъемом, устанавливаемую в блок, и рассчитан на

один или небольшое число каналов.

Классификация модемов по интерфейсу с каналом связи

100

В зависимости от параметров, процедур и характеристик взаимодей-

ствия модемов с каналами связи выделяют контактные и бесконтактные

(аудио) модемы.

Классификация модемов по назначению

Для систем передачи только данных используются модемы, а для сис-

тем передачи данных и факсов – факс-модемы. В последнее время наи-

большее распространение получили факс-модемы.

Требования повышения надежности и увеличения пропускной спо-

собности коммуникационной сети привели к необходимости перехода на

дискретные принципы. В результате почти повсеместно используются

дискретные сети.

Передача данных и их преобразование в модемах выполняются в со-

ответствии с принятыми протоколами (протокол передачи данных – это

совокупность правил, регламентирующих формат данных и процедуры их

передачи по каналам связи). Все протоколы, регламентирующие те или

иные аспекты функционирования, могут быть отнесены к двум большим

группам: международные и фирменные. Протоколы международного

уровня разрабатываются под эгидой ITU-T и принимаются в качестве ре-

комендаций. Фирменные протоколы разрабатываются отдельными компа-

ниями – производителями модемов.

Программные средства передачи данных – это комплекс программ,

обеспечивающий передачу данных. Программное обеспечение системы

передачи данных можно разделить на программы общего назначения и

специализированные программы. Программы общего назначения предна-

значены для организации передачи данных между пользователями и дос-

тупны любым пользователям системы, а программы специального назна-

чения предназначены для ограниченного круга пользователей.

3.3.3. Сетевое периферийное оборудование и средства мультимедиа

К сетевому периферийному оборудованию относятся принтеры, ска-

неры, плоттеры, устройства факсимильной связи и др., т.е. те устройства,

которые могут обслуживать сразу несколько рабочих мест, включающих

персональные компьютеры и рабочие станции.

Печатающие устройства (принтеры, плоттеры) – это устройства выво-

да данных их ЭВМ, преобразующие информационные ASCII-коды в соот-

ветствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на

бумажном, пластиковом или стеклянном носителе. Принтеры являются

наиболее развитой группой внешних устройств компьютера, насчиты-

вающей до 1000 различных модификаций. Принтеры различаются между

собой по следующим характеристикам:

101

• цветности (черно-белые и цветные);

• способу формирования символов (знакопечатающие и знакосинте-

зирующие);

• принципу действия (матричные, термические, струйные, лазерные);

• способам печати (ударные, безударные) и формирования строк (по-

следовательные, параллельные);

• ширине каретки (с широкой: 375-450 мм и узкой кареткой);

• длине печатной строки (80 и 132-136 символов);

• набору символов (вплоть до полного набора символов ASCII);

• скорости печати;

• разрешающей способности и т.д.

Средства мультимедиа – это комплекс аппаратных и программных

средств, позволяющих пользователю общаться с компьютером, используя

самые разные, естественные для пользователя среды: звук, видео, графи-

ку, тексты, анимацию и др.

К средствам мультимедиа относятся устройства аудио- (речевого) и

видео- ввода и вывода информации; высококачественные звуковые и ви-

деоплаты, платы видеозахвата, снимающие изображение с видеомагнито-

фона или видеокамеры и вводящие его в персональный компьютер.

С большим основанием к средствам мультимедиа можно отнести и

внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических и

цифровых видеодисках, часто используемые для записи звуковой и видео-

информации.

3.4. Сетевое программное обеспечение

Сетевое программное обеспечение предназначено для организации

работы пользователя в сети. Оно представлено общим, сетевым и специ-

альным программным обеспечением (рис. 3.13).

Общее сетевое программное обеспечение включает в себя:

• браузер – это компьютерная программа просмотра Web-страницы

(пример Internet Explorer), которая содержит следующие средства:

программу для работы с электронной почтой (чтение, создание, ре-

дактирование и отправка почтовых сообщений); программу для ра-

боты с сервером новостей (подписка на группу новостей, чтение

новостей, создание и пересылка сообщений), редактор текста;

• HTML-редакторы – редакторы, предназначенные для создания

Web-страниц;

• графические средства Web – средства, предназначенные для опти-

мизации графических элементов Web-страниц;