Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Московский Государственный Строительный Университет
Институт «Экономики, управления и информационных систем в строительстве и недвижимости»
Кафедра «Системы автоматизированного проектирования»
Домашнее задание по дисциплине:
«Информатика»
РЕФЕРАТ
Тема: Глобальные вычислительные сети.
Вариант 2
Выполнил: студент ИСТАС-1-10/4С
Баринова Ю.С.
Проверил: доцент, Баранова О.М.
Москва 2011
История создания. 3
Общее определение. 6
Примеры ГВС. 8
Интернет 8
Фидонет 10
Список использованных источников. 13
Сети передачи данных, называемые также вычислительными или компьютерными сетями, являются результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации — компьютерных и телекоммуникационных технологий:
Итак,
Хотя теоретические работы по созданию концепций сетевого взаимодействия велись почти с момента появления вычислительных машин, значимые практические результаты по объединению компьютеров в сети были получены лишь в конце 60-х, когда с помощью глобальных связей и техники коммутации пакетов удалось реализовать взаимодействие машин класса мэйнфреймов и суперкомпьютеров. Эти дорогостоящие компьютеры хранили уникальные данные и программы, обмен которыми позволил повысить эффективность их использования.
Но еще до реализации связей "компьютер-компьютер", была решена более простая задача — организация связи "удаленный терминал-компьютер". Терминалы, находящиеся от компьютера на расстоянии многих сотен, а то и тысяч километров, соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса супер-ЭВМ.
И только потом были разработаны средства обмена данными между компьютерами в автоматическом режиме. На основе этого механизма в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие теперь традиционными, сетевые службы. В 1969 году министерство обороны США инициировало работы по объединению в общую сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров. Эта сеть, получившая название ARPANET послужила отправной точкой для создания первой и самой известной ныне глобальной сети — Internet. Сеть ARPANET объединяла компьютеры разных типов, работавшие под управлением различных ОС с дополнительными модулями, реализующими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети. Такие ОС можно считать первыми сетевыми операционными системами.
Сетевые ОС в отличие от многотерминальных позволяли не только рассредоточить пользователей, но и организовать распределенное хранение и обработку данных между несколькими компьютерами, связанными электрическими связями. Любая сетевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позволяющими ей взаимодействовать по сети с операционными системами других компьютеров. Программные модули, реализующие сетевые функции, появлялись в операционных системах постепенно, по мере развития сетевых технологий, аппаратной базы компьютеров и возникновения новых задач, требующих сетевой обработки.
В 1974 году компания IBM объявила о создании собственной сетевой архитектуры для своих мэйнфреймов, получившей название SNA (System Network Architecture, системная сетевая архитектура). В это же время в Европе активно велись работы по созданию и стандартизации сетей X.25.
Таким образом, хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно, находящиеся в различных городах и странах. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи и концепции современных вычислительных сетей, такие, например, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, технология коммутации пакетов и маршрутизация пакетов в составных сетях.
Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других, гораздо более старых и глобальных сетей — телефонных.
Главным результатом создания первых глобальных компьютерных сетей был отказ от принципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно использовавшегося в телефонных сетях.
Выделяемый на все время сеанса связи составной канал с постоянной скоростью не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Эксперименты и математическое моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается по сетям, использующим принцип коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции, которые самостоятельно перемещаются по сети за счет встраивания адреса конечного узла в заголовок пакета.
Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в первых глобальных сетях часто использовались уже существующие каналы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобит в секунду), набор предоставляемых услуг в глобальных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов, преимущественно в фоновом режиме, и электронной почтой.
Помимо низкой скорости такие каналы имеют и другой недостаток — они вносят значительные искажения в передаваемые сигналы. Поэтому протоколы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных. Типичным примером таких сетей являются сети X.25, разработанные еще в начале 70-х, когда низкоскоростные аналоговые каналы, арендуемые у телефонных компаний, были преобладающим типом каналов, соединяющих компьютеры и коммутаторы глобальной вычислительной сети.
Развитие технологии глобальных компьютерных сетей во многом определялось прогрессом телефонных сетей. С конца 60-х годов в телефонных сетях все чаще стала применяться передача голоса в цифровой форме, что привело к появлению высокоскоростных цифровых каналов, соединяющих АТС и позволяющих одновременно передавать десятки и сотни разговоров. Была разработана специальная технология плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDH), предназначенная для создания так называемых первичных, или опорных, сетей. Такие сети не предоставляют услуг конечным пользователям, они являются фундаментом, на котором строятся скоростные цифровые каналы "точка-точка", соединяющие оборудование другой (так называемой наложенной) сети, которая уже работает на конечного пользователя.
Первоначально технология PDH, поддерживающая скорости до 140 Мбит/с, была внутренней технологией телефонных компаний. Однако со временем эти компании стали сдавать часть своих каналов PDH в аренду предприятиям, которые использовали их для создания собственных телефонных и глобальных компьютерных сетей.
Появившаяся в конце 80-х годов технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) расширила диапазон скоростей цифровых каналов до 10 Гбит/c, а технология спектрального мультиплексирования DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) — до сотен гигабит и даже нескольких терабит в секунду.
Сегодня глобальные сети по разнообразию и качеству предоставляемых услуг догнали локальные сети, которые долгое время лидировали в этом отношении, хотя и появились на свет значительно позже.
Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.
ГВС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.
Некоторые ГВС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГВС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор (сетевое устройство, пересылающее пакеты данных между различными сегментами сети и принимающее решения на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором) подключается к ЛВС, а на другом концентратор связывается с остальными частями ГВС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.
Совмещают компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым.
В глобальных сетях намного более важное не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа, к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что принято в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.
Составляющие сети - соединяются между собой посредством компьютеров, которые называются - ``узлы''. Так Сеть связывается воедино. В состав глобальной сети могут входить, кроме локальных сетей и компьютеров - "узлов" другие сети, например, Ethernet, Token Ring, сети на телефонных линиях, пакетные радиосети и т.п.
Выделенные линии и локальные сети суть аналоги железных дорог, самолетов почты и почтовых отделений, почтальонов. С их помощью почта движется с места на место.
Узлы - аналоги почтовых отделений, где принимается решение, как перемещать данные (``пакеты'') по сети, точно так же, как почтовый узел намечает дальнейший путь почтового конверта.
В основу архитектуры глобальной компьютерной сети положена модель взаимодействия открытых систем (OSI - Open System Interface). Это связано с многообразием вычислительных сетей и сетевых программных средств, т.е. с проблемой объединения сетей различных архитектур.
Открытая система - это система, взаимодействующая с другими системами в соответствии с принятыми стандартами. Обмен между системами происходит по протоколам, т.е. набору правил, определяющему взаимодействие двух одноименных уровней модели OSI в различных абонентских ЭВМ.
Правила, определяемые в протоколе, реализуются в программе, называемой драйвером.
Эта модель имеет семиуровневую структуру:
1 - Физический
2 - Канальный
3 - Сетевой
4 - Транспортный
5 - Сеансовый (поддержки сеанса)
6 - Представительный (синтаксис данных).
7 - Прикладной (поддержка прикладных процессов конечного пользователя).
Концепция OSI предполагает стандартизацию протоколов всех уровней, однако, этому поддаются только 1 - 3 уровни, с остальными сложнее. Поэтому реально в сетях используются не все 7 уровней.
Интерне́т— всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины (WWW, World Wide Web) и множества других систем (протоколов) передачи данных.
Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей. Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благодаря протоколу IP (англ. Internet Protocol) и принципу маршрутизации пакетов данных.
Протокол IP был специально создан агностическим в отношении физических каналов связи. То есть любая система (сеть) передачи цифровых данных, проводная или беспроводная, для которой существует стандарт инкапсуляции(метод построения модульных сетевых протоколов, при котором логически независимые функции сети абстрагируются от нижележащих механизмов путём включения или инкапсулирования этих механизмов в более высокоуровневые объекты) в неё IP-пакетов, может передавать и трафик Интернета. Агностицизм протокола IP, в частности, означает, что компьютер или маршрутизатор должен знать тип сетей, к которым он непосредственно присоединён, и уметь работать с этими сетями; но не обязан (и в большинстве случаев не может) знать, какие сети находятся за маршрутизаторами.
На стыках сетей специальные маршрутизаторы (программные или аппаратные) занимаются автоматической сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя из IP-адресов получателей этих пакетов. Протокол IP образует единое адресное пространство в масштабах всего мира, но в каждой отдельной сети может существовать и собственное адресное подпространство, которое выбирается исходя из класса сети. Такая организация IP-адресов позволяет маршрутизаторам однозначно определять дальнейшее направление для каждого пакета данных. В результате между отдельными сетями Интернета не возникает конфликтов, и данные беспрепятственно и точно передаются из сети в сеть по всей планете и ближнему космосу.
Система адресации в Интернет
Адреса бывают цифровые и доменные (область), как правило, используются доменные, в которых присутствует имя домена и 3-х символьное обозначение организации или страны, например:
Организации
Страны
Протоколы и услуги в Интернет
Основной протокол, по которому передаются данные в Интернет, называется TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol - Протокол управления передачей/межсетевой протокол. Протокол TCP/IP содержит семейство протоколов, которые определяют правила работы других уровней согласно концепции OSI, например протоколы пользовательского уровня.
Наиболее известными являются следующие протоколы:
Каждый из этих протоколов соответствует какой-либо услуге Интернет. Для реализации вышеперечисленных протоколов и соответствующих услуг существует мета средства, например, WWW - Всемирная паутина, включающая в себя все виды услуг и средства "навигации". Блоками ее являются WWW-серверы, для работы с этими блоками используются специальные программы-клиенты - браузеры (обозреватели).
Фидоне́т — международная любительская компьютерная сеть, построенная по технологии «из точки в точку» (простейший вид компьютерной сети, при котором два компьютера соединяются между собой напрямую через коммуникационное оборудование. Достоинством такого вида соединения является простота и дешевизна, недостатком — соединить таким образом можно только 2 компьютера и не больше). Изначально программное обеспечение FidoNet разрабатывалось под MS-DOS, однако в скором времени было портировано под все распространённые операционные системы, включая UNIX, GNU/Linux, Microsoft Windows, OS/2 и Mac OS.
Была популярна в начале 1990-х годов, после чего началось сокращение числа узлов сети. Сеть продолжает функционировать, в мае 2009 года в ней состояло более 5500 узлов. Жаргонное название пользователей сети Фидонет — фидо́шники.
Особенностью FidoNet, определившей широкое распространение этой сети в России, является фактическая бесплатность подключения и использования ресурсов сети.
По своим правам и обязанностям все участники Фидонета делятся на три большие группы:
Устав Фидонета требует, чтобы каждый узел сети поддерживал в актуальном состоянии список всех узлов сети (нодлист, англ. nodelist). Формат списка узлов описывается стандартом Фидонета FTS-5000.[21] Список узлов еженедельно обновляется (как правило, с помощью файловых эхоконференций).
Информация об узле, указанная в списке, включает в себя статус узла (для обозначения временно неработающих узлов), его номер и наименование, географическое местонахождение, имя и фамилию оператора узла, номер телефона (для узлов, доступных посредством интернет-протоколов — доменное имя, IP- или E-mail-адрес) и флаги, указывающие на возможности программного и аппаратного обеспечения узла.
Координирование
Основное средство поддержания порядка в Фидо — это его иерархическая структура, описанная в пунктах 1.2.3—1.2.8 Устава Фидонета. Организационным объединением нижнего уровня является сеть; сети объединяются в регионы; регионы — в зоны. Каждое объединение возглавляет координатор.
Основные обязанности координаторов:
Координаторы сетей и регионов (NC и RC — англ. Network Coordinator, Regional Coordinator) назначаются вышестоящим координатором (хотя на практике обычно предварительно проводится голосование, на котором системные операторы узлов выбирают приемлемую для них кандидатуру). Координаторы зон (ZC, англ. Zone Coordinator) избираются координаторами регионов. Координаторы зон являются членами Совета координаторов зон, решающего вопросы, касающиеся сети в целом. Председателем Совета является международный координатор (IC, англ. International Coordinator). Международный координатор является гарантом законности проведения выборов и референдумов в сети, оглашает решения Совета, а также выполняет функции по составлению общемирового списка узлов.
Координаторы могут делегировать часть своих полномочий другим узлам. Обычно делегируются полномочия по организации доставки эхоконференций (сетевому или региональному эхокоординатору — NEC или REC) и файлового трафика (сетевому или региональному файлэхокоординатору — NFEC или RFEC).
Сеть
В сеть (англ. network) объединяются узлы, находящиеся в одной локальной географической области (городе или регионе), обычно в пределах одного кода междугородной телефонной сети.
Не существует единого подхода к нумерации сетей, общепринятого во всём Фидонете. В зоне 2 (Европа) номер сети часто включает в себя номер региона (например, номер сети 5020 (Москва) включает в себя номер региона 50 — Россия). В небольших регионах для номера сети используется одна значащая цифра, в более крупных — две. В последнее время в связи с нехваткой номеров для сетей эта схема нарушается: так, в регионе 50 существует несколько сетей, номер которых начинается на 60: например, сеть 6035 (Железногорск).
В зоне 1 используется другой подход: в качестве точки отсчёта для нумерации сетей в регионе принимается значение номер региона × 20, а в больших регионах номер региона × 200.
Регион
В регион (англ. region) объединяются сети, как правило, находящиеся в пределах большой географической области. Например, в регион 17 первой зоны объединены сети, находящиеся на северо-востоке тихоокеанского побережья США, в Аляске и северной Канаде, а в регион 46 второй — на Украине и в Молдове.
В состав региона могут входить также независимые узлы, которые не включены ни в одну сеть вследствие отсутствия других узлов в данной местности или конфликта с членами существующей сети.
Зона
В зону (англ. zone) объединяются несколько регионов, как правило, находящихся на одном континенте. В настоящее время существуют пять зон:
До мая 2007 года существовала также шестая зона (Азия). В связи с упадком популярности Фидо и распадом местной системы координирования она была расформирована, оставшиеся узлы были перенесены в третью зону.
В 1992 году часть российских сисопов выступила с идеей о выделении России, а также всего постсоветского пространства, в новую седьмую зону, однако это не было проделано в силу разногласий.
В конце 2005 — начале 2006 года в российском регионе Фидонета (2:50) проводился референдум по вопросам выделения в седьмую зону, по результатам которого также не было выработано какого-либо конкретного решения.
Международный координатор
Международный координатор выбирается Советом координаторов зон. Процедура выборов всегда вызывала большие разногласия, вследствие чего этот пост часто оказывался вакантным. В 2000 году международным координатором был избран Z2C (координатор зоны 2) Вард Досше (нидерл. Ward Dossche). В 2004 году совет координаторов зон заявил о смещении его с поста и о избрании международным координатором Z3C Малькольма Майлса (англ. Malcolm Miles). Досше не согласился с этим решением, указав, что голоса при выборах должны распределяться не по схеме «один координатор — один голос», а в зависимости от числа узлов в соответствующей зоне. При такой схеме ему, как координатору самой большой, второй зоны, должно было принадлежать 89 голосов, а всем остальным координаторам в сумме — 11 голосов. Следствием этого стало параллельное существование двух международных координаторов: избранного советом координаторов Малькольма Майлса и Варда Досше, который отказался уходить с поста.
Техническая организация сети
Фидонет является офлайновой сетью, то есть сообщения и файлы хранятся на компьютере пользователя, и обрабатываются и подготавливаются к отправке в то время, когда пользователь может быть отключен от сети (т.е. для работы с сетью не требуется постоянное подключение к ней). Изначально для передачи данных в сети Фидонет использовалось прямое модемное подключение через телефонную линию, что отражено в Уставе и структуре сети.
1) Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети. Т1:учеб.пособие/изд.2-е, испр. и доп. -Новосибирск: Сиб.предприятие «Наука» РАН, 1999.
2) Мизин И.А., Богатырев В.А.,Кулешов А.П. Сети, коммуникации пакетов/Под ред.В.С.Семенихина-М.:Радиосвязь,2001.
3) Компьютерные системы и сети: Учеб.пособие/ В.П.Косарев и др./Под ред. В.П.Косарева и Л.В.Еремина-М.:Финансы и статистика,1999.
4) М.Пайк.Internet в подлиннике :Пер.с англ.-СПб.:BHV-Санкт-Петербург,2002.
5) Шварц М.Сети связи:протоколы, моделирование и анализ:в 2-х ч., ч.II: Пер.с англ.-М.:Наука-Гл.ред.физ.-мат.лит.,1998.
6) http://ru.wikipedia.org