A hálózat minőségét a következő tulajdonságok jellemzik: teljesítmény, megbízhatóság, kompatibilitás, kezelhetőség, biztonság, bővíthetőség és méretezhetőség.
A hálózat minőségbiztosításának két fő megközelítése van. Az első az, hogy a hálózat garantálja a felhasználónak, hogy a szolgáltatás minőségi mutatójának egy bizonyos számértékét betartják. Például a frame relay és az ATM hálózatok egy adott szintű átvitelt tudnak garantálni a felhasználó számára. A második megközelítésben (legjobb erőfeszítés) a hálózat igyekszik a lehető legjobban kiszolgálni a felhasználót, de nem garantál semmit.
A hálózati teljesítmény fő jellemzői a következők: válaszidő, amely a hálózati szolgáltatáshoz intézett kérés előfordulása és a rá adott válasz fogadása közötti idő; áteresztőképesség, amely tükrözi a hálózat által egységnyi idő alatt továbbított adatmennyiséget, valamint az átviteli késleltetést, amely egyenlő a csomag bemenetére való megérkezés pillanata közötti időközzel. hálózati eszközés a megjelenés pillanata az eszköz kimenetén.
A hálózatok megbízhatóságának felmérésére használják különféle jellemzők, beleértve: rendelkezésre állási tényezőt, amely azt az időtartamot jelenti, amely alatt a rendszer használható; biztonság, vagyis a rendszer azon képessége, hogy megvédje az adatokat az illetéktelen hozzáféréstől; hibatűrés - a rendszer azon képessége, hogy egyes elemei meghibásodása esetén működjön.
Bővíthetőség azt jelenti, hogy viszonylag egyszerűen hozzá lehet adni az egyes hálózati elemeket (felhasználók, számítógépek, alkalmazások, szolgáltatások), növelni lehet a hálózati szegmensek hosszát és a meglévő berendezéseket erősebbre cserélni.
Méretezhetőség azt jelenti, hogy a hálózat lehetővé teszi a csomópontok számának és a hivatkozások hosszának nagyon széles tartományban történő növelését, miközben a hálózat teljesítménye nem romlik.
Átláthatóság - a hálózat azon tulajdonsága, hogy elrejtse belső eszközének adatait a felhasználó elől, ezzel leegyszerűsítve a hálózaton végzett munkáját.
Hálózati kezelhetőség magában foglalja a hálózat fő elemeinek állapotának központi nyomon követését, a hálózat működése során felmerülő problémák azonosítását és megoldását, teljesítményelemzés elvégzését és a hálózat fejlesztésének tervezését.
Kompatibilitás azt jelenti, hogy a hálózat sokféle szoftver és hardver befogadására képes.
Topológia– a hálózati csomópontok közötti fizikai kapcsolatok konfigurálása. A hálózat jellemzői a telepített topológia típusától függenek. Egy adott topológia kiválasztása különösen a következőket érinti:
A szükséges összetételéről hálózati berendezések;
Hálózati berendezések képességei;
Hálózatbővítési lehetőségek;
Hálózatkezelési módszer.
A „CN topológia” kifejezés jelenthet fizikai topológiát (fizikai kapcsolatok konfigurálása) vagy logikai topológiát – a hálózati csomópontok közötti jelzési útvonalakat. A CS fizikai és logikai topológiája egybeeshet vagy eltérhet. Helyi hálózatok három alapvető topológia alapján épülnek fel:
közös busz (busz);
csillag
5. Állítsa össze a végső formális specifikációt a 3-as algoritmus segítségével.
A "Store" részecske formális specifikációjának mintája
az 5. ábrán látható, a 7. ábra határozza meg.
A követelményrészecske-hálózatok használhatóságának igazolására workshopot tartottunk egy kis szoftverrendszer szoftver funkcionális követelményspecifikációjának kidolgozásával. Ki van választva a „Video Shop” szoftverkövetelményeinek mintája. Több mint 80 adatfolyam-diagram írásában tapasztalattal rendelkező kísérőt gyűjtenek össze. Öt követelmény-primitív kerül kiválasztásra a következőképpen: 1) primitív új videó címének regisztrálásához a videóállományban, 2) primitív a videócím meglévő videóállományának kereséséhez, 3) primitív új tag regisztrálásához, 4) primitív a videóállományhoz keresés a tagnév meglévő között a taglistában, és 5) primitív az egyes tagok videófelvételi nyilvántartásának megőrzéséhez.
A specifikációs eljárás végrehajtásának átlagos ideje 50 perc, és a kísérők több mint 90%-a a teljes követelményeknek megfelelő részecskehálózatot állít elő. A végső formális specifikációk következésképpen minden nagyobb bonyodalom nélkül leképeződnek a követelményeik részecskehálózataiból.
Kidolgoztunk egy megközelítést a szoftver funkcionális követelményeinek specifikációjához, követelményrészecske-hálózatok felhasználásával. Megközelítésünk hangsúlyozza, hogy a követelményrészecske az atomfeladat, és minden követelményrészhez egy jól meghatározott formális specifikációs sablon van hozzárendelve.
cle. Ezenkívül bevezetjük az előfeltételek explicit meghatározását a követelményrészecske-hálózatokba, hogy a szoftverelemző meg tudja határozni, hogy egy adott részecske mikor aktiválódik az előfeltételek következményeiben. Számos követelményrészecske javasolt a szoftverrendszer tárolási és visszakeresési funkcióinak kezelésére.
Szándékunkban áll megvizsgálni és relevánsabb követelményrészecskéket meghatározni az üzleti információs rendszer szoftverrendszerének másik részére. A számítás elvégzéséhez szükség van egy sor követelményrészecskére is. Ezen túlmenően számos közös követelményeket támasztó részecskehálózat újrahasználati jellemzőit is figyelembe veszik.
J. J. P. Tsai, T. Weigert, M. Aoyama, A Declarative Approach to Software Requirements Specification Languages, Proceedings of International Computer Languages, 1988, 414-421.
H. M. Jarvinen, R. K. Suonio, DisCo Specification Language: Marriage of Actions and Objects, Proceedings of Conference on 11th International Distributed Computing Systems, 1991, 142-151.
B. H. C. Cheng, G. C. Gannod, Formális specifikációk abstrakciója a programkódból, Proceedings of IEEE International Conference on Tools for AI, 1991.
L. Jin, H. Zhu, Automatic Generation of Form Specification from Requirements Definition, Proceedings of First IEEE Format Engineering Methods, 1997, 243-251.
W. Vatanawood és P. Chongstitvatana, A Genetic Algorithm Approach to Software Components Search using Software Functional Requirements Checklist, Proceedings of 3rd Annual National Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE), 1999.
R. Barden, S. Stepney, D. Cooper, Z in Practice, (Prentice-Hall, 1994).
A MULTIFLOW HÁLÓZATOK JELLEMZŐINEK ELEMZÉSE
SZOLGÁLTATÁS
A.A.Aliev, B.G.Iszmailov
A többszálú számítógépes sorba állító hálózatok modelljeit vizsgáljuk. Meghatározzuk az információvesztés valószínűségi függvényének matematikai elvárásainak minimalizálásának problémáit a minimálisan szükséges hálózati teljesítmény mellett. Eljárásokat dolgozunk ki a hálózat jellemzőinek elemzésére, és bemutatjuk a numerikus kísérletek eredményeit.
A szolgáltatás Itistream számítógépes hálózatait figyelembe veszik. Az információ valószínűségi veszteségfüggvényére vonatkozó elvárások minimalizálásának feladatai a hálózat szükséges termelékenységének minimális szintjére támaszkodnak. Kidolgozom a hálózat jellemzőinek elemzésére szolgáló eljárásokat, és feltüntetem a numerikus kísérletek eredményeit.
A modern hálózatokban a számítógépeknek nagyszámú információforrást kell kiszolgálniuk. Emiatt gyorsan kell dolgozniuk és többször is végre kell hajtaniuk
műveletekre egyidejűleg. Az ilyen követelményeket az információ többprocesszoros feldolgozása teljesíti. Az ilyen hálózatokban operációs rendszer lehetővé teszi további processzorok hozzáadását, és lehetővé teszi a folyamatok több számítógép között történő elosztását, az általuk elvégzett feladatok vezérlését. Ezért ennek megalkotásához a dolgozat a többfolyamú hálózatok jellemzőit elemzi.
A figyelembe vett többszálú hálózatban m sor van és N hely van a sorban. Meg van adva a kérések áramlásának intenzitása, a kérések száma egy csoportban, a kérések kiszolgálási ideje. Egy ilyen hálózat jellemzői, különösen a szolgáltatáskérések előfordulásának valószínűsége, a ciklusidőre vonatkozó kérések beérkezésének valószínűsége, az átlagos ciklusidő stb. ismeretlen. A hálózat kiépítéséhez szükséges
ISSN 1607-3274 "Radioelectroshka. 1nformatika. Menedzsment" 2. szám, 2001
adott feltételek mellett szeretnénk meghatározni jellemzőit.
A modern fejlesztése számítógépes rendszerekés a hálózatok matematikai modellezési módszerek használatához kapcsolódik. Az információfogadási és -karbantartási folyamatok véletlenszerű jellege mellett szükséges a sorbanállás elméletének modelljei és módszerei alkalmazása.
A tanulmány egy többszálas modellt vizsgál, amely figyelembe veszi a többprocesszoros felépítési elvet, amely lehetővé teszi a számítógépes hálózatok nagy teljesítményének és megbízhatóságának biztosítását; kiemelt szolgáltatási kérelmek, amelyek a számítógépes hálózat általános hatékonyságának javítására összpontosítanak.
A sorban állási rendszer (QS) használt modelljének típusának megválasztását jelentősen befolyásolja a vizsgált többszálú többprocesszoros hálózat szerkezeti felépítése.
A kiemelt szolgáltatási folyamatok elemzésének elmélete meglehetősen kidolgozott [1]-ben.
Azonban, ellentétben [1]-vel, itt többszálú rendszerek modelljeit tanulmányozzuk, amelyek megszorítják a várakozási időt a sorban.
Többszálú számítógépes hálózatok, amely az innen érkező információáramlást szolgálja több források. A rendszer rengeteg perifériás számítógépen (PC;) alapul. Ezek a PC-k; koordináló számítógép (CC) segítségével többprocesszoros hálózatokká (MS) egyesülnek. PC; megszervezni az információgyűjtést és -feldolgozást. QC PC csatlakoztatása; kommunikációs vonallal vagy terminállal. PC szerkezeti homogenitása; lehetővé teszi számuk növelését az információforrások számának növelésével, a MS forrásokhoz való közelítését és a számítási eljárások széles skálájának megvalósítását.
A sok információforrást tartalmazó QS szervezésekor az egyik fő kérdés a kérdezési források tudományágának megválasztása lehet.
Normál esetben (megszakítás nélkül) a CC sorrendben lekérdezi az összes információforrást. Ha elegendő információ áll rendelkezésre a bemeneten, akkor a karbantartási műveletek végrehajtásra kerülnek. Ellenkező esetben a CC a következő információforrások kikérdezésével jár el.
Az MS valós időben működik, ami jellemző a vezérlőrendszerekre és hálózatokra.
Az MS modellezésénél a fő feladat a hálózati erőforrások optimális elosztása és szoftver PC; amely szoftvert és csomagot tartalmaz alkalmazási programok. Ugyanakkor figyelembe veszik az MS modellezés néhány, a terhelési és szerkezeti paraméterek optimális megválasztásával kapcsolatos kérdését. Az erőforrás-optimalizálás lehetővé teszi a kiválasztott hálózati működési kritérium szükséges értékeinek megszerzését a feldolgozott információ paramétereitől függően.
A tagállamok működésének minőségének egyik mutatója a forrásokból származó információveszteség minimalizálása. Meg kell jegyezni, hogy a módszerek összetettsége
az erőforrás-optimalizálás az információfeldolgozás típusától függ. Ha a számítógép bemenetén; determinisztikus időpillanatban érkező diszkrét információ és a szolgáltatási idő ismert, akkor a hálózat jellemzőinek elemzése nem nehéz. A hálózati jellemzők elemzése sokkal bonyolultabbá válik, ha vannak ilyenek információáramlások, amelynek összetevői véletlenszerűek az érkezés időpontjában.
Ha az üzeneteket alkalmazásnak tekintjük, az üzeneteket gyűjtő CC-t pedig szolgáltató eszköznek, akkor az MS összességében egyfázisú, egysoros QS-nek tekinthető.
Feltételezzük, hogy az állítási források stacionárius Poisson-áramlásokat produkálnak.
Megjegyzés 1. Az elemzés egyszerűsítésén túl ez a feltételezés lehetővé teszi a hálózati paraméterek felső határainak meghatározását más eloszlási törvények esetén is.
Ha nincs veszteség, akkor a CC-be érkező alkalmazások áramlásának intenzitása X = ^, és úgy tekintjük, hogy
hogy egyensúlyi állapotban a bejövő és a kiszolgált kárigények intenzitása azonos.
PC-hálózaton; a QC-vel kapcsolatban bemeneti-kimeneti eszközként működjön, és a hatékonysági kritériumot használva elemezze az információvesztést, mint egy QS-ben, amely m alkalmazási forrást tartalmaz. Minden forrásnak véges kéréssora van; az egy kérés kiszolgálási ideje és a QC forrásról forrásra való átkapcsolásának ideje állandó érték, a kéréseket csoportosan lehet kiszolgálni.
A hálózatnak m sora van és N hely van a sorban. Az alkalmazás szolgáltatási idejét Tbsl, A (- idő
eszközváltás, X az alkalmazások áramlásának intenzitása, B a csoportban lévő alkalmazások száma.
Egy szolgáltatáskérés akkor jelenik meg a sorban, amikor legalább B kérés van benne, az i-edik sor vége után a készülék a lekérdezés (;+1)-edikre lép, a QS működési ciklus az m- lekérdezésével zárul. sor.
A lekérdezést követően sorba érkezett kérelmeket a rendszer ebben a ciklusban figyelembe veszi.
A hálózat jellemzőinek kiértékelése az információvesztés valószínűségére vonatkozó matematikai elvárások minimalizálásával történik adott számú forrás esetén, azaz.
M[ P(m, N B, X, tobsl w1n, X<Х0, £ < Ьч < Ь 0, (1)
ahol X0, b0 X, bh legnagyobb megengedett értékei;
bn a sorban lévő alkalmazások száma. h
Jelenleg azonban nincs szigorú analitikai kifejezés a P(t, N B, X, Tobsl) veszteségek meghatározására az ilyen QS-ekben, ezért az (1) állítás analitikus megoldása nagyon nehéz.
Ugyanakkor az ilyen QS-ben az (1) formájú veszteségek a következő jellemzők segítségével határozhatók meg:
A szolgáltatási kérelmek előfordulásának valószínűsége
n/t sor, mint:
Pn + 1 = P^Tobsl + T)/(1 - P*((n + 1)*Tobsl + T)) ,
ahol T \u003d mAg, (ns "lobsl + T) - az alkalmazások megjelenésének valószínűsége abban a sorban, amellyel a ciklus kezdődik;
Az alkalmazások kiszolgálására szolgáló alkalmazások akkor jelennek meg, ha több alkalmazás van a B sorban, és a legegyszerűbb folyamat esetén az alkalmazások megérkezésének valószínűsége a ciklus során
X (n ^ obsl + mA r) "k!
n^Tobsl + mAr);
Átlagos ciklusidő
Tc \u003d I (n * Tobsl + mAg) Pp; n = 0
Annak valószínűsége, hogy az alkalmazások megjelennek az első sorban
P \u003d I PLp * Tobsl + tAg) Rp. n = 0
Ezért az alkalmazások elvesztésének valószínűsége
P \u003d 1 - P / ^ s.
Ez a reláció normalizált formában közvetett megoldása lehet az (1) állításnak. A normalizálás értékkészletből való választást jelent
Р csak azok, amelyek alatt a kérelmek száma bh,
szervizre vár, az állapot
£ < Ьч < Ь0 .
Így a B feltétel mellett< Ь < Ь0 ,
A figyelembe vett QS a kérések áramlásának kiszolgálását biztosítja a megengedett veszteségek határain belül, így a rendszer a minimálisan szükséges teljesítménnyel rendelkezik.
A KGST-ben a pályázati források közül mindenekelőtt a kiemeltek kerülnek kiemelésre. A QS-ben a prioritást úgy határozzuk meg, hogy a kiszolgálásra váró követelések csoportjára |A,r- a legnagyobb érték, azaz. A prioritási osztályok sorrendje a reláció szerint történik:
11С1<12 С2 <-<1кск,
ahol c( a szolgáltatás időegységenkénti költsége.
Az (1) feladat megoldásánál, a (3) szerinti prioritás beállításánál, a P értékkészletből csak azokat választjuk ki, amelyek mellett a b > B feltétel teljesül.
Kétféle megszakítást kínálnak: relatív és abszolút prioritású megszakításokat. Ugyanakkor be
A második esetben a megszakadt kéréseket ismét megkapja a CC, és a szolgáltatásuk a megszakított helyről indul.
Ez a probléma az információáramlás intenzitásának kis értékeinél a QS bemenetén prioritások hiányában megoldható. Itt k különböző prioritási osztályt (k > 3) vezetünk be a vizsgált rendszerbe, azaz. A rendszerben három fő prioritási osztály található. Amikor a rendszer szálakon belül fut, további részszálakra lehet osztani. A K K K = 1, 2, ..., k prioritási osztályú ügyfelek Xk intenzitással érkeznek Poisson-folyamokként, minden K prioritási osztályú ügyfélnek van egy exponenciális eloszlásból függetlenül választott szolgáltatási ideje, átlagosan 1/|k.
Ezen túlmenően a prioritás alkalmazása ebben az esetben azt mutatja, hogy a kérések elvesztésének valószínűségi függvényének matematikai várakozásának értéke abszolút prioritású megszakításnál lényegesen kisebb, mint relatív prioritású megszakításnál. A javasolt megközelítés a többfolyamú QS tanulmányozását biztosítja relatív és abszolút prioritásokkal. A csoportos szolgáltatással működő számítógépes hálózat jellemzőinek elemzésére vonatkozó probléma megoldásán alapul.
Ez a QS-jellemzők meghatározására szolgáló eljárás egy algoritmusként van összefoglalva, amely a következő lépéseket tartalmazza:
A legegyszerűbb áramlásokhoz az m, NB értékeket vezetjük be a QS fő jellemzőinek meghatározása érdekében.
A szervizelésre váró alkalmazások számához
a bh > B feltétel be van jelölve Ha ez a feltétel teljesül
relatív és abszolút prioritásokhoz készítjük, majd a QS karakterisztikákat kiszámítjuk és kinyomtatjuk.
Ha a lekérdezési ciklus nem fejeződik be, akkor az első lépésre lép. Ellenkező esetben a QS jellemzőinek elemzése véget ér.
A fenti elemzési eljárás alapján a rendszerek jellemzőinek meghatározására volumetrikus számítási kísérleteket végeztem és számszerű eredményeket kaptam. Ezekben a kísérletekben adott számú információforrás esetén az információvesztést a bemeneti folyam intenzitásától függően határozzák meg.
Az információvesztés egy ilyen QS-ben megnőhet a PC-ben megjelenő veszteségek miatt, és az MS kétfázisú QS-nek tekinthető. Feltételezve, hogy a kérések áramlása mindkét fázisban Poisson-féle, egy kérés kiszolgálási ideje mind az első, mind a második fázisban állandó. A QS-paraméterek becsléséhez használhatja az itt bemutatott eredményeket egy egyfázisú QS-re.
Meg kell jegyezni, hogy az ilyen típusú QS-ek részletesebb tanulmányozása során célszerű szimulációs módszereket alkalmazni, mivel a kétfázisú QS analitikus leírása nem Poisson ügyfélfolyamokkal és korlátozott várakozási sorral a második fázisban úgy tűnik, nagyon nehéz legyen.
1607-3274 "Radioelectroshka. 1nformatika. Menedzsment" 2001. évi 2. sz.
0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 Lto1
0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 Lto6
I-1-1-1-1-1-1-
0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,14 0,16 Lto6sd
1. kép
Példaként At = 0,1 Tobsl esetén: a) m = 4, B = N = 1 (1. görbe); b) m = 4, B = N = 2 (2. görbe); c) m = 16, B = 1, N = 10 (3. görbe); d) m = 2,5, B = 1, N = 10 (4. görbe); e) m = 16, B = N = 1 (5. görbe); f) m = 16, B = N = 2 (6. görbe) a függőségeket különböző m, N és B értékekre vizsgáltuk. Az 1. ábra azt mutatja, hogy m = 4, B = N = 1 és m = 4 esetén B = N = A 2. ábrán a valószínűségi függvény 1., 3. görbéinek értékei a többi görbével összehasonlítva a megengedett veszteségeken belül vannak, és a kapott QS jellemzőket optimálisnak tekintjük.
KÖVETKEZTETÉS
A többfolyamos sorbanállási hálózatok elemzésének eljárása lehetővé teszi a következő következtetések levonását:
1. A multistream hálózatok optimális jellemzőinek elemzésére kidolgozott eljárás alkalmas multicast hálózat leírására. A kifejlesztett algoritmus használata a hálózatok jellemzőinek kiszámítására nagyban megkönnyítheti az ilyen hálózatok jellemzőinek elemzését.
2. Egy ilyen modell kidolgozása nem csak a hálózat valószínűségi-időbeli jellemzőinek meghatározását teszi lehetővé a sorbanállási rendszer keretein belül, hanem a rendszer egészének megbízhatóságának javítását is.
LINKEK LISTÁJA
1. Melikov A.Z., Ponomarenko L.A., Ryumshin H.A. Többfolyamatos sorbanállási rendszerek matematikai modelljei. - K. 1991, - 264 p.
2. Melikov A.Z., Ismailov B.G. Az üzenettovábbítás folyamatának modellezéséről elosztott számítógépes szolgáltató hálózatokban. Az Azerbajdzsáni Tudományos Akadémia hírei. Fizikai, műszaki és matematikai tudományok sorozata, XVIII. évfolyam, 1998. 1. szám - p. 54-56.
3. Ismailov B.G. A számítógépek interakciójának jellemzőinek elemzése elosztott szolgáltató hálózatokban. Izv. Azerbajdzsán Tudományos Akadémia, Fizikai-műszaki és matematikai tudományok sorozata, XIX. kötet, 1999. 3-4. szám - 130-136.
A hálózat olyan csomópontok halmaza, amelyeket linkek kapcsolnak össze. A vasutak, ahol a csomópontok állomások és állomások, a kapcsolatok pedig sínek, a közlekedési problémák megoldására szervezett közlekedési hálózatok példái. Az információs folyamatok biztosítására személyi számítógépet használnak, amellyel sokrétű feladatot lehet megoldani. De van számos olyan fontos és felelősségteljes folyamat is, amelyet egyetlen számítógép segítségével nem lehet megoldani. Például ez egy rakéta repülése, egy összetett szerkezet összeszerelése egy gyárban, nukleáris reakció egy atomerőműben stb. Az ilyen problémák megoldásához több számítógépet csatlakoztatnak a hálózathoz, megismételve a fő számítógépet, és ezáltal növelve a munka megbízhatóságát.
Az emberi tevékenység legfontosabb eleme továbbá az információcsere és a kommunikációs kapcsolatok kialakítása. A távközlés már hagyományosnak számít (a görög tele - „messze, távol” és a latin communicato - „kommunikáció” szóból), amelyek távolról történő információcserére szolgálnak. A távközlés műszaki eszközeinek legáltalánosabb példái a rádióadó, a telefon, a távíró, a távíró, a telefax, a televízió és a posta. Manapság a számítógépek széles körben elterjedtek, ami a számítógépes kommunikáció (hálózatok) létrejöttéhez vezetett, amelyek már kiszorították a fax- és teletípus-kommunikációt.
A számítógépes (elektronikus) hálózat olyan rendszer, amely a különböző számítógépek közötti, távoli információcserét szolgálja, lehetővé téve a felhasználók számára, hogy ezeket információtovábbítási és -fogadási eszközként használják. Az elektronikus hálózat különböző típusú számítógépeket köt össze különböző operációs rendszerekkel. A számítógépes hálózatok közé tartoznak az elosztott adatfeldolgozásra (számítási teljesítmény megosztására) tervezett számítógépes hálózatok és az információs erőforrások megosztására tervezett információs hálózatok. Így a számítógépes hálózat felhasználói vagy előfizetői lehetőséget kapnak a szoftver, a technikai, információs és szervezeti erőforrások megosztására.
A számítógépes hálózat létrehozásának célszerűségét a következők határozzák meg:
A számítógépes hálózatok műszaki, szoftveres és információs eszközök összessége. A technikai eszközök különféle típusú számítógépek (a mikrotól a szuperszámítógépig); adatátviteli rendszerek, beleértve a kommunikációs csatornákat, modemeket és hálózati adaptereket számítógépek kommunikációs vonalakhoz való csatlakoztatásához; átjárók, elosztók, útválasztók és egyéb berendezések. Az információs eszközök egyetlen információs alap, amely különféle típusú adatokat tartalmaz általános és egyéni használatra: adatbázisok, tudásbázisok - helyi és elosztott. A hálózati szoftvereszközök célja az erőforrásokhoz való kollektív hozzáférés megszervezése, a hálózati erőforrások dinamikus elosztása és újraelosztása, a technikai eszközök optimális terhelése, a hálózat fő linkjei munkájának koordinálása.
Szinte minden hálózat több nagy teljesítményű, szervernek nevezett számítógépre épül (az angol serve - „serve”). Ezek a szerverek általában másodrendű (regionális), harmadrendű (ipari vagy vállalati) és negyedrendű (helyi) hálózati szerverekhez csatlakoznak, és az egyes számítógépek felhasználói csatlakoznak hozzájuk. A számítógépes hálózatok sokféle környezetben továbbítanak adatokat – otthonokban, kisvállalkozásokban és nagyvállalatokban, amelyekben nagyszámú, földrajzilag megosztott részleg lehet.
A különféle elektronikus hálózatok működési elve megközelítőleg megegyezik, hiszen mindegyik számítógépekből (mint információforrásokból) álló információs rendszert képvisel, egy kommunikációs csatornát, amelyen keresztül anyag- és energiajel formájában információt lehet eljuttatni a hálózathoz. címzett-címzett, valamint valamilyen megállapodás (kód), amely lehetővé teszi a célszámítógép számára, hogy az észlelt jelet az emberi fogyasztó számára érthető formává alakítsa. A számítógépes hálózat lehetővé teszi a különböző alkalmazott problémák kollektív megoldását, a hálózatban elérhető erőforrások (információ, számítástechnika, kommunikáció) kihasználtságának növelését és ezek távoli elérését. A hálózatok hatékony működéséhez speciális operációs rendszereket (hálózati operációs rendszert) használnak, amelyek a személyes operációs rendszerekkel ellentétben a számítógépek hálózatának kezelésével kapcsolatos speciális problémák megoldására szolgálnak. Dedikált számítógépekre vannak telepítve.
A hálózati alkalmazások olyan alkalmazásszoftver-rendszerek, amelyek kiterjesztik a hálózati operációs rendszerek képességeit. Vannak köztük levelező programok (e-mail, webböngésző, azonnali üzenetküldés), együttműködési rendszerek (Collaboration), hálózati adatbázisok stb.
A számítógépes hálózatok lokálisak, fióktelepek, regionálisak, globálisak. A helyi hálózat (LAN – Local Area Network) gyakrabban egyesíti a számítógépeket, mint egy szervezet, kompaktan egy vagy több épületben. Sávszélessége eléri a 10 Gb/s-ot, mérete pedig nem haladja meg a több kilométert. Az adatátvitel magas minősége lehetővé teszi, hogy a hálózati felhasználó számára széleskörű szolgáltatást nyújtsunk: nyomtatás, fax, szkenner, fájlszolgáltatás, e-mail, adatbázisok és egyéb szolgáltatások, amelyek külön-külön helyi számítógépen történő megvalósítása drága. A kommunikációs csatornákat egyszerre több számítógép is megoszthatja a hálózaton.
A globális hálózat (WAN – Wide Area Network) olyan számítógépeket egyesít, amelyek különböző országokban, különböző kontinenseken találhatók. Az ilyen hálózat előfizetői közötti interakció a már meglévő kommunikációs vonalak, például telefonvonalak, rádiókommunikációs és műholdas kommunikációs rendszerek alapján is megvalósítható. Mivel ezeket a vezetékeket nem számítógépes adatátvitel céljából fektették le, minőségük, valamint az adatcsere sebessége gyakran nagyon alacsony, ami speciális összetett algoritmusokat és adatátviteli eljárásokat, valamint drága berendezéseket igényel.
Számítógépes hálózatok funkcionális összetevői.
A hálózathoz csatlakoztatott összes eszköz három funkcionális csoportra osztható az erőforrásokhoz való viszonyuk szempontjából:
A munkaállomás egy hálózathoz csatlakoztatott számítógép, amelyen a hálózati felhasználó végzi a munkáját. Minden munkaállomás a saját helyi fájljait kezeli, és a saját operációs rendszerét használja. De a hálózati erőforrások is elérhetőek a felhasználó számára. Háromféle munkaállomás különböztethető meg: egy helyi lemezzel rendelkező munkaállomás (erről a helyi lemezről töltődik be az operációs rendszer), egy lemez nélküli munkaállomás (az operációs rendszer egy fájlszerver lemezéről töltődik be) és egy távoli munkaállomás (csatlakozik a helyi hálózat távközlési csatornákon keresztül – például telefonhálózat használatával).
A szerver (az angol serve - "serve" szóból) egy hálózathoz csatlakoztatott számítógép, amely bizonyos szolgáltatásokat nyújt a hálózati felhasználóknak. Például nyilvános adatok tárolása, lekérdezések feldolgozása DBMS-ben, nyomtatási feladatok stb.
Kommunikációs csomópontok. A hálózati kommunikációs csomópontok közé olyan eszközök tartoznak, mint: kapcsolók, hidak, átjátszók, útválasztók, hubok, átjárók. A hálózat azon részét, amely nem tartalmazza a bővítőt, hálózati szegmensnek nevezzük.
A hálózat fizikai összetevői.
A fizikai hálózati összetevőknek 4 fő kategóriája van:
1. Számítógép (angolul computer - "computer"). Ez egy adott, jól meghatározott műveletsor végrehajtására képes eszköz vagy rendszer. Ezek leggyakrabban numerikus számítások és adatkezelés műveletei, de ide tartoznak az I/O műveletek is. A műveletek sorozatának leírását programnak nevezzük.
Az elektronikus számítógép (EC) a számítógép szinonimája. Ez a technikai eszközök komplexuma, amelyet az információk automatikus feldolgozására terveztek a számítási és információs problémák megoldása során. A számítógép magában foglalja az elektronikus alkatrészek használatát, mint funkcionális egységeket, azonban a számítógép más elvekre is épülhet - lehet mechanikai, biológiai, optikai, kvantum stb. A működés típusától függően a számítógép lehet digitális (számítógép) és analóg (AVM);
számítógépes hálózati szoftverek szkennelése
1. ábra Egy személyi számítógép vázlata.
1. Monitor; 2. Alaplap; 3. Processzor; 4. ATA port; 5. RAM; 6. Bővítőkártyák; 7. Számítógép tápegység; 8. Hajtás; 9. Merevlemez; 10. Billentyűzet; 11. Számítógépes egér;
Az összeköttetések olyan összetevők, amelyek adatokat továbbítanak a hálózat egyik pontjáról a másikra. Ez a kategória a következő típusú komponenseket tartalmazza:
Kapcsoló, vagy kapcsoló (az angol kapcsolóból - switch). Ezek olyan eszközök, amelyek egyesítik a végberendezéseket, és intelligens adatátvitelt hajtanak végre közöttük. A kapcsolók egyidejűleg több adatcsere-folyamatot támogatnak a különböző szegmensek minden egyes állomáspárjához. A kapcsolókat hídtechnológiák felhasználásával tervezték, ezért gyakran többportos hidaknak nevezik őket. A kapcsoló csak közvetlenül a címzettnek továbbít adatokat (kivételt képez az összes hálózati csomópontra irányuló sugárzott forgalom és azon eszközök forgalma, amelyeknél a switch kimenő portja nem ismert);
48 portos hálózati kapcsoló (négy további port számára bővítőhelyekkel).
A routerek (az angol routerből) hatékony adatátvitelt végeznek a hálózatok között (elemzi a célcímet és az optimálisan kiválasztott útvonalon küldi el az adatokat). Az útválasztó egy speciális hálózati számítógép, amely legalább egy hálózati interfésszel rendelkezik, és adatcsomagokat továbbít a különböző hálózati szegmensek között.
Az útválasztó magasabb "hálózati" 3. rétegben működik, mint egy switch (vagy hálózati híd) és egy hub (hub), amelyek az OSI modell 2. és 1. rétegében működnek. Működés közben az útválasztó a csomagadatokban megadott célcímet használja, és az útválasztási táblázatból határozza meg azt az utat, amelyen keresztül az adatokat továbbítani kell. Ha az útválasztási táblázatban nincs leírt útvonal a címhez, akkor a csomag eldobásra kerül.
A szoftverösszetevők hálózati operációs rendszerek és hálózati alkalmazások. A hálózati adminisztráció magában foglalja a konfigurálást, a megfigyelést és a hibaelhárítást, valamint a hálózat bővítését és fejlesztését a felhasználók számának vagy a kommunikációs igényeknek megfelelően. A számítógépes hálózatok kezelésének eszközei a hálózatfigyelő programok, protokollelemzők, szippantó eszközök (hálózati forgalomelemző, olyan program vagy hardver- és szoftvereszköz, amely a más csomópontoknak szánt hálózati forgalmat elfogja, majd elemzi, vagy csak elemzi) és hálózatkezelő programok. Számos nagyvállalat kínál hálózatfelügyeleti rendszereket, köztük a Microsoft Systems Management Server (SMS), az IBM (Tivoli Enterprise) és a Hewlett-Packard (OpenView) rendszereket.
A számítógépes hálózat képességeit a hálózatba tartozó számítógépek jellemzői határozzák meg. Számos paraméter használható a hálózatok leírására és összehasonlítására, de a végrehajtás és a struktúra szempontjából ezeket a következő paraméterek írják le:
Ezen jellemzők (követelmények) egy részét nemzetközi vagy nemzeti szabványok határozzák meg, mások vállalatközi megállapodások és kiegészítések tárgyát képezik.
3. fejezet Általános információk a számítógépes hálózatokról
A korábban bemutatott anyagokra szükségünk lesz a számítógépes hálózatok tanulmányozásához, mivel a számítógépes hálózatok az input-output továbbfejlesztései, és lehetővé teszik a számítógépek közötti adatátvitelt, valamint a számítógépes rendszerek közös erőforrásainak használatát.
A számítógépes hálózatok meghatározása, terminológiája és célja
Az ember kommunikáció nélkül olyan, mint a madár szárnyak nélkül.
Általános esetben a kommunikációs hálózat egy elosztott kommunikációs rendszer, amely információ távolról történő továbbítására szolgál. Ide tartoznak a televíziós és rádiós műsorszóró hálózatok, a telefon- és mobilhálózatok, a kábeltelevíziós hálózatok stb. A kommunikáció szinonimája az adatátvitel. A távközlési hálózat fogalma egy földrajzilag elosztott adatátviteli hálózatot foglal magában.
Egyetlen számítógép egy példa a központosított számítástechnikai rendszerre. A központosított hálózattól eltérően a számítógépes hálózat egy elosztott számítástechnikai rendszer. Ez számítógépes és kommunikációs berendezések, kommunikációs csatornák és speciális szoftverek halmaza, amely egy adott hálózat tagjai között vezérli az elosztott számítási folyamatot.
Mivel az utóbbi időben megnőtt a nem numerikus információk számítógépes hálózatokon keresztüli továbbításának szerepe, ma már gyakran használják rájuk az adatátviteli hálózat kifejezést. Az adatokat is hordozó kommunikációs hálózattal való összetéveszthetőség elkerülése érdekében a számítógépes hálózat kifejezést a számítógépes hálózatra használjuk.
A számítógépes hálózatokat a következő feladatok elvégzésére használják:
o elosztott számítástechnika végrehajtása;
o hozzáférés megszervezése az információk központosított (szerver) feldolgozásához;
o a hardver erőforrások általános felhasználása;
o operatív keresés és adatgyűjtés a vállalati erőforrásokban;
o különféle információk operatív keresése és fogadása globális hálózatokban;
o üzenetküldés, levelezés, különféle típusú információk továbbítása stb.
Általános fogalmak. Hálózati topológiák
Bármely hálózat csomópontokból és az őket összekötő kommunikációs vonalakból áll. A csomópontok végső és közbensőek. A végcsomópontnak 1 kapcsolata van a kommunikációs vonallal, a közbenső csomópontnak több.
A hálózati csomópontok lehetnek állomások (hostok, hálózati tagszámítógépek), vagy speciális kommunikációs berendezések (a 10. ábrán a csomópontokat „ ” szimbólum jelzi). A legegyszerűbb hálózat 2 csomóponti állomást tartalmaz (10. ábra, a).
A hálózati topológia egy számítógépes hálózat kapcsolatainak grafikonja, azaz csomópontok és kommunikációs vonalak kapcsolatának egy típusa. A következő fő hálózati topológiák léteznek (10. ábra):
o jellemző: a) pont-pont - 2 csomópontot tartalmaz; b) busz (lineáris hálózat) - csak két végcsomópontot, tetszőleges számú köztes csomópontot tartalmaz, és csak egy út van bármely két csomópont között; c) csillag - olyan hálózat, amelyben csak egy közbenső csomópont van; d) fa (hierarchikus csillag) - olyan hálózat, amely kettőnél több végpontot és legalább két közbenső csomópontot tartalmaz, és amelyben csak egy út van két csomópont között; e) gyűrű - olyan hálózat, amelyben minden csomóponthoz csak két ág kapcsolódik;
o származékok: e) vegyes (kombinált) - tipikusak kombinációjával jön létre; g) teljesen csatlakoztatva - minden csomópont kapcsolódik az összes többihez; h) mesh - olyan hálózat, amely legalább két csomópontot tartalmaz, köztük két vagy több útvonallal (egyfajta vegyes, amelyben a tipikus topológiákra való felosztás nem látható jól);
Rizs. 10 Alapvető hálózati topológiák.
Az adatátviteli hálózat csomópontjait összekötő vonalakat adatátviteli csatornáknak vagy kommunikációs csatornáknak (vonalak) nevezzük. A kommunikációs csatornákhoz használt fizikai médiáról ebben a fejezetben később lesz szó.
Néhány fontos fogalom.
forgalom az adatáramlás egy kommunikációs csatornán vagy egy hálózati eszközön keresztül, valamint ennek az áramlásnak a mennyisége bájtokban.
Jegyzőkönyv az információ hálózaton keresztüli továbbításának szabályai.
Cím hálózati csomópont (hálózati cím) annak egyedi azonosítója, amely leírja a hálózati csomópont helyét, és lehetővé teszi, hogy információkat küldjön erre a csomópontra.
A protokoll pontosabb meghatározását és a számítógépes hálózatokban történő címzés részletesebb ismertetését ebben a fejezetben tárgyaljuk az OSI modell tanulmányozása során.
Számítógépes hálózatok osztályozása és jellemzői
átmérő hálózat a hálózat két egymástól legtávolabbi állomása közötti távolság.
A hálózat átmérőjétől és a használt berendezések típusától függően a számítógépes hálózatokat a következő típusokra osztják (az átmérők hozzávetőleges tartománya zárójelben van feltüntetve):
o helyi (1-3000 m) - számítógépek kombinálása több épületen belül;
o campus (100-10000 m) - a "campus" léptékű helyi hálózatok - kisváros;
o városi (5-20 km) - nagysebességű kommunikációs csatornák nagyvároson belül;
o regionális (területi) (100-1000 km) - egy földrajzi terület számítógépeit egyesítik;
o globális (10000-20000 km) - számítógépek társulása a világ különböző részein (internet).
A számítógépes hálózat legfontosabb jellemzője a sávszélesség. A sávszélesség (bitráta) egy adott hálózaton időegység alatt továbbítható információ mennyisége. A sávszélességet bit/s-ban mérik. 1 bit/s egyenlő 1 másodperc alatt továbbított 1 bit információval. Több mértékegységet használnak: kbps, Mbps, Gbps.
A funkciók eloszlásának jellegétől függően a következők vannak:
o peer-to-peer hálózatok- kis helyi hálózatok, amelyekben minden számítógép funkcionálisan egyenlő; általában legfeljebb 15 állomást tartalmaznak;
o hálózatok dedikált szerverekkel(kétrangú hálózatok) - közepes és nagy hálózatok, amelyekben a kiszolgáló állomások számára végzett funkciók egy része szerverekhez van hozzárendelve.
A dedikált szerverekkel rendelkező hálózatokat a bennük használt hálózati szolgáltatások (szerverek) típusai jellemzik, amelyeket az alábbiakban ismertetünk.
Kommunikációs média
A modern kommunikációs technológia információhordozójaként az elektromágneses jeleket különféle frekvenciájú rezgések formájában használják. Az adatátviteli közeg (kommunikáció) alatt azt a fizikai közeget értjük, amelyen keresztül a jel terjed, amikor áthalad a kommunikációs vonalon.
A kommunikációs vonalak 2 fő technológiát használnak: vezetékes és vezeték nélküli.
karmesterek A számítógépes hálózatokban használt eszközök a következőkre oszlanak:
1. 1) Réz elektromos vezetők. A leggyakoribb átviteli közeg. Információhordozóként különböző frekvenciájú és hullámformájú váltakozó elektromos áramot használnak. A számítógépes hálózatokban használt kábelek leggyakoribb típusai:
o koaxiális kábel- szigetelt rézmag, fémfonattal árnyékolva;
o árnyékolt vagy árnyékolatlan csavart érpár - egy pár szigetelt csavart vezeték;
o nyilvános telefonvonalak (PSTN) - előfizetői vonalak kéterű szigetelt vezetékei és többeres telefonkommunikációs kábelek.
2. 2) Száloptika A (száloptikai) kommunikációs vonalak (FOCL) egy üreges rugalmas vezető (optikai szál), amely belülről fényvisszaverő anyaggal van bevonva. A hordozó egy lézer által kibocsátott modulált fénysugár.
Nál nél vezeték nélküli kommunikációátviteli közegként környezeti levegőt, vizet, vákuumot vagy más olyan közeget használnak, amely nem késlelteti az elektromágneses hullámokat, amelyek jelen esetben az információhordozók. A frekvenciatartomány szerint a vezeték nélküli kommunikáció a következőkre oszlik:
o rádiókommunikáció - műholdas kommunikációban és távoli hozzáférésben használatos;
o infravörös - főleg vezeték nélküli perifériákkal való kommunikációra használják;
o optikai - ritkán használatos a jelterjedési út zavarása miatt;
o mikrohullámú sütő (mikrohullám) - helyi hálózatokban használatos.
Bevezetés
A számítógépes hálózatok története attól a pillanattól kezdődik, amikor az ember megérti, hogy több számítógép számítási és egyéb képességeit kombinálni kell, hogy nagy információtömbökön működjenek együtt, valamint nagy mennyiségű adatot tároljanak, feldolgozzanak és továbbítsanak. A számítógépes hálózatok jellemzői különféle információkat tartalmazhatnak, de talán a legfontosabb összetevők, amelyek magukban foglalják a számítógépes hálózatokat, amelyek felépítésének alapfogalmait az alábbiakban tárgyaljuk, az internetes termékek.
A téma relevanciája. Az IP-címek tervezése minden bizonnyal az egyik kulcsfontosságú funkció az IPv6-telepítési projekt tervezésének és végrehajtásának átfogó folyamatában. Ez érthető, mert az IPv6 megvalósításához IPv6-címterületre van szükség, és az IPv6-terület hozzáadásával egyidejűleg az aktuális IPv4-területet is kezelni kell. A teljes IPv6-telepítési folyamat azonban nemcsak IPv6-címterületet igényel, hanem annak biztosítását is, hogy a hálózati és számítógépes infrastruktúra képes kezelni és támogatni az IPv6-címteret.
A tanfolyami munka célja– Fontolja meg a tervezést számítógépes hálózatban.
E cél eléréséhez számos megoldást kell megoldani feladatok:
1. Számítógépes hálózat meghatározása és jellemzése;
2. Vegye figyelembe az IPv4 és IPv6 protokollokat, végezzen összehasonlító elemzést;
3. Ismertesse az IP címzés tervezését VLSM számítógépes hálózaton!
A kurzus egy bevezetőből, három bekezdésből, egy következtetésből és egy hivatkozási jegyzékből áll.
A modern emberiség gyakorlatilag nem tudja elképzelni életét számítógépek nélkül, de nem is olyan régen jelentek meg. Az elmúlt húsz év során a számítógép az irodai igényektől az oktatási igényekig minden tevékenységi terület szerves részévé vált, igényt teremtve ezzel a számítástechnika képességeinek fejlesztésére és a kapcsolódó szoftverek fejlesztésére.
A számítógépek hálózatba kapcsolása nemcsak a munka termelékenységének növelését tette lehetővé, hanem a karbantartási költségek, valamint az adatátviteli idő csökkentését is. Más szóval, a számítógépes hálózatok két célt szolgálnak: a szoftverek és hardverek megosztását, valamint az adatforrásokhoz való nyílt hozzáférés biztosítását.
Számítógépes hálózatok - a hálózatok közötti csere eszközei. Érdemes megjegyezni, hogy ezen eszközök piaca az egyik leggyorsabban növekvő piac. Az internetmunka fő célja, hogy összekapcsolást biztosítson a felhasználók között, egy hatalmas, és gyakran nagy területű helyi hálózatban egyesülve.
A számítógépes hálózatok hatféle interworking terméket tartalmaznak.
Ismétlők. Az átjátszó egy olyan hardvereszköz, amely az OSI-modell fizikai rétegében működik, és lehetővé teszi egy számítógépes hálózat két szegmensének összekapcsolását.
Koncentrátorok. A hubok fő célja az egyes autonóm hálózati eszközök és szegmensek csatlakoztatását biztosító csomópontok felszerelésének feladata. A huboknak többféle típusa létezik, a passzív, az aktív és az intelligens.
Hidak. Ez a kifejezés azokra az eszközökre utal, amelyeket két hálózat közötti adatcsomagok átvitelére terveztek. A hidak lehetővé teszik a programok és protokollok számára, hogy az összekapcsolt hálózatokat egyetlen egységként tekintsék meg. Az adatok továbbítása mellett a hidak adatszűrést is végezhetnek.
Routerek. A routerek biztosítják az egyes hálózatokhoz szükséges logikai kapcsolatot. Ebben az esetben a kombinált hálózatok ugyanazt a protokollt használják. Nyilvánvaló, hogy az útválasztók protokollfüggő eszközök, amelyeket fel kell ruházni bizonyos útválasztási protokollok támogatására. Az útválasztók hálózaton belüli jelenléte teszi lehetővé, hogy több útvonal legyen a csomagátvitelhez. Ezen túlmenően a router egy "intelligens" eszköz, amely a lehetséges útvonalak széles skálájából képes meghatározni az egyes csomagok számára a legjobb útvonalat.
Átjárók. Az „átjáró” kifejezés legáltalánosabb definíciója minden olyan hardver- vagy szoftvercsomagra vonatkozik, amelyet két különböző rendszer összekapcsolására terveztek. Ebben a felfogásban az átjáró kommunikációs szervernek vagy hozzáférési szervernek tekinthető.
Az a tény, hogy az átjárók "többrétegűek", megkülönbözteti őket az útválasztóktól, hidaktól és átjátszóktól, amelyek csak egy hierarchikus szinten tudnak működni (ez lehet a hálózat, az adatkapcsolat vagy a fizikai réteg). Ezenkívül az útválasztók, hidak és átjátszók nem képesek adatkonverziót végrehajtani.
Kapcsolók. A kapcsoló olyan eszköz, amelynek fő célja a bemeneti adatok átirányítása valamelyik kimenetre. Például adatcsomagok fogadása a kapcsoló bemenetén történik, és annak kimenete az Ethernet buszra csatlakozik. Ebben a verzióban az eszköz neve Ethernet switch lesz.
A kapcsolónak rendelkeznie kell a szükséges kapcsolatok megszervezéséhez szükséges eszközökkel, valamint olyan eszközökkel, amelyek lehetővé teszik a bemeneti információk megfelelő kimeneti formátumba való átalakítását.
A számítógépes hálózatok kiépítése a „kliens-szerver” elven történik. A kliens ugyanakkor egy architekturális komponens, amely a bejelentkezési név és a jelszó használatával a szerver képességeit használja. A szerver viszont biztosítja erőforrásait a hálózat többi résztvevőjének. Ez lehet tárolás, megosztott adatbázis létrehozása, I/O eszközök használata stb.
Rizs. 1. Számítógépes hálózatok kiépítése "kliens-szerver" elven
A számítógépes hálózatok többféle típusúak:
Helyi;
Regionális;
Globális.
Itt érdemes megjegyezni, hogy a különféle számítógépes hálózatok milyen elvek alapján épülnek fel.
Helyi számítógépes hálózatok szervezése. Az ilyen hálózatok jellemzően közeli embereket egyesítenek, ezért leggyakrabban irodákban és vállalkozásokban használják az adatok tárolására és feldolgozására, eredményeinek továbbítására a többi résztvevő számára.
Van olyan, hogy "hálózati topológia". Egyszerűen fogalmazva, ez egy geometriai séma a számítógépek hálózathoz csatlakoztatására. Több tucat ilyen rendszer létezik, de csak az alapvetőeket vesszük figyelembe: busz, gyűrű és csillag.
Rizs. 2. A "Ring" hálózat topológiája
1. A busz olyan kommunikációs csatorna, amely a csomópontokat hálózatba köti. Mindegyik csomópont bármikor képes információt fogadni, és csak akkor továbbítani, ha a busz szabad.
2. Gyűrű. Ezzel a topológiával a munkacsomópontok körben sorba vannak kötve, azaz az első állomás a másodikhoz kapcsolódik, és így tovább, az utolsó pedig az elsőhöz, ezzel zárva a gyűrűt. Ennek az architektúrának a fő hátránya, hogy ha akár egy elem is meghibásodik, az egész hálózat megbénul.
3. Csillag - olyan kapcsolat, amelyben a csomópontokat sugarak kötik össze a központtal. Ez a kapcsolati modell azokból a távoli időkből származik, amikor a számítógépek meglehetősen nagyok voltak, és csak a gazdagép fogadta és dolgozta fel az információkat.
Rizs. 3. A Zvezda hálózat topológiája
Ami a globális hálózatokat illeti, akkor minden sokkal bonyolultabb. Ma már több mint 200. Ezek közül a leghíresebb az internet.
Fő különbségük a helyiektől a fő közigazgatási központ hiánya.
Az ilyen számítógépes hálózatok két elven működnek:
Felhasználói szolgáltatást végző hálózati csomópontokon található szerverprogramok;
Felhasználói számítógépeken tárolt és szerverszolgáltatásokat használó ügyfélprogramok.
A globális hálózatok különféle szolgáltatásokhoz biztosítanak hozzáférést a felhasználóknak. Az ilyen hálózatokhoz kétféleképpen lehet csatlakozni: betárcsázós telefonvonalon és dedikált csatornán keresztül.
2. Az IPv4 és IPv6 alapfogalmai (összehasonlító jellemzők)
IP-címek (Internet Protocol 4-es verzió, Internet Protocol version 4) az OSI modell hálózati rétegében használt fő címtípusok a hálózatok közötti csomagok átvitelére. Az IP-címek négy bájtból állnak, például 192.168.100.111.
Az IP-címek hostokhoz való hozzárendelése a következőképpen történik:
§ manuálisan, a rendszergazda által a számítógépes hálózat beállításakor konfigurálva;
§ automatikusan, speciális protokollok használatával (különösen a DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol, a dinamikus gazdagép-konfigurálási protokoll használatával).
IPv4 protokoll 1981 szeptemberében fejlesztették ki.
IPv4 protokoll a TCP/IP protokollverem hálózatok közötti (hálózati) szintjén működik. A protokoll fő célja adatblokkok (datagramok) átvitele a küldő gazdagéptől a célállomásra, ahol a küldők és a címzettek olyan számítógépek, amelyeket fix hosszúságú címek (IP-címek) egyedileg azonosítanak. Ezenkívül az IP Internet Protokoll szükség esetén elvégzi az elküldött datagramok töredezettségét és összegyűjtését más hálózatokon, kisebb csomagméretű adatátvitel céljából.
Az IP protokoll hátránya a protokoll megbízhatatlansága, vagyis az átvitel megkezdése előtt nem jön létre kapcsolat, ami azt jelzi, hogy a csomagok kézbesítését nem erősítik meg, a kapott adatok helyességét nem figyelik (egy ellenőrzőösszeg) és a kézfogási művelet nem történik meg (szolgáltatási üzenetek cseréje a csomóponttal -cél és annak készenléte a csomagok fogadására).
Az IP-protokoll minden egyes datagramot független adatként küld el és dolgoz fel, vagyis anélkül, hogy a globális interneten más datagramokhoz kapcsolódna.
Miután egy IP-datagramot elküldtek a hálózatra, az ezzel a datagrammal végzett további műveleteket a küldő semmilyen módon nem szabályozza. Kiderül, hogy ha a datagramot valamilyen oknál fogva nem lehet továbbvinni a hálózaton, akkor az megsemmisül. Bár a datagramot megsemmisítő csomópont képes jelenteni a hiba okát a küldőnek a visszaküldési címen (különösen az ICMP protokoll használatával). Az adatszolgáltatás garanciája a magasabb szintű protokollokhoz (szállítási réteg) van rendelve, amelyek erre speciális mechanizmusokkal (TCP protokoll) vannak felruházva.
Mint tudják, az útválasztók az OSI modell hálózati rétegében működnek. Ezért az IP protokoll egyik legalapvetőbb feladata a datagram routing megvalósítása, vagyis a datagramok optimális útvonalának meghatározása (útválasztó algoritmusok segítségével) a hálózat forráscsomópontjától bármely másik hálózati csomópontig az IP alapján. cím.
Rizs. 4. Az IP protokoll algoritmusa a hálózat néhány állomásán a datagramot a hálózattól fogadva így néz ki
Bár manapság a világháló eléréséhez és az adatátvitelhez a legelterjedtebb protokoll az IPv4 (legalábbis Windows rendszereknél), a hatodik verzió új fejlesztése a deklarált támogatással a legújabb Windows operációs rendszerekben sokkal előnyösebbnek tűnik.
Mint tudják, a Windows operációs rendszerrel rendelkező számítógépes rendszerekben a TCP / IP protokollrendszert használják az internet eléréséhez, amely minden terminálhoz egy bizonyos egyedi IP-cím hozzárendelését biztosítja, amely nem ismétlődik egyetlen gépen sem (értsd: külső IP) . De manapság sokan egyre inkább az IPv6 protokoll felé néznek. Mi ez, hogyan engedélyezhető és konfigurálható, most megvizsgáljuk. Ezen kívül jelentős különbséget lehet majd látni az IPv4 és az IPv6 között, valamint megismerni az új technológia bevezetésének kilátásait a közeljövőben.
Mi az IPv6 protokoll? Röviden és érthetően ez egy olyan rendszer, amely egyedi statikus és dinamikus IP-címek generálásáért, hozzárendeléséért és elosztásáért felelős DHCP-szerver segítségével a világon szétszórt számítógépes terminálok számára oly módon, hogy egyetlen cím sem ismétlődik meg. Elvileg minden ma ismert elosztási protokoll ezen elv szerint működik. Az IPv6 azonban a legígéretesebbnek tekinthető mind közül. Ma már kevesen tudják elképzelni magukat internet-hozzáférés nélkül, annyira megnőtt a számítógépek vagy ugyanazon mobileszközök száma, hogy a meglévő rendszer egyszerűen nem tud új címeket generálni.
Az IPv6 működő rendszerbe ágyazott alapalgoritmusokat tekintve elvileg ez a protokoll szinte teljesen megegyezik az eredeti megközelítéssel. A különbség csak a számítógépes terminálok és a biztonsági rendszer címek hozzárendelésében és kiosztásában van.
Egy hétköznapi felhasználó, amikor internet-hozzáférést használ, a legtöbb esetben gyakorlatilag nem találkozik IP-címekkel, mivel az úgynevezett tartománynévrendszer, rövidítve DNS, felelős az összes kapcsolat beállítási eljárásáért. Azonban a téma jobb megértése érdekében: „IPv6: mi ez?”, Meg kell értenie egy kicsit a protokoll működésének alapelveit.
Az internetes technológiák fejlődésének hajnalán egy speciális módszert fejlesztettek ki a számítógépes terminálok azonosítására a világháló gyors és kényelmes elérése érdekében. Amint azt akkor feltételezték, minden gépnek egyedi azonosítóval kell rendelkeznie, és olyannal, amely még egyszer sem ismétlődik meg.
Ennek a megközelítésnek az volt a célja, hogy az adatokat hálózatokon vagy összekapcsolt hálózatokon keresztül irányítsák és továbbítsák a szerverek és az egyes számítógépek között (pl. e-mail). Hiszen egy levelet vagy üzenetet egy meghatározott címzettnek kell küldeni. Két vagy több azonos terminál IP-címmel pedig bárkinek kézbesíthető. Ekkor még nem voltak hivatalos levelezőszerverek, de a POP3 és az SMTP protokollokat használták.
Rizs. 5. Bemutatjuk a 4-es verziójú IP-csomagok szerkezetét
§ Verzió – IPv4 esetén a mező értékének 4-gyel kell egyenlőnek lennie.
§ IHL – (Internet Header Length) IP-csomag fejléc hossza 32 bites szavakban (dword). Ez a mező jelzi az adatblokk kezdetét a csomagban. A mező minimális érvényes értéke 5.
§ Szolgáltatás típusa (TOS mozaikszó) - az ábrán látható, az IP-csomagok szolgáltatásának típusát meghatározó kritériumokat tartalmazó bájt.
Ezekben az években fejlesztették ki az IPv4 protokollt, amely egy egyedi cím létrehozását jelentette négy darab, egyenként 8 bites szám formájában, amely összesen 32 bitet adott. Így körülbelül négymilliárd, soha nem ismétlődő cím létrehozásáról volt szó.
Mára a helyzet megváltozott, és mint kiderült, az IPv4 protokoll már nem képes új címeket generálni. Egyes szakértők azzal érvelnek, hogy 2009-re kimerítette a lehetőségeit. Ekkor sok tudományos elme gondolkodott azon, hogyan lehetne bővíteni az alapvető paramétereket. Valójában ezeket a fejlesztéseket egy további IPv4-bővítmény formájában a 70-es évek végén kezdték el, majd ST protokollnak, majd ST2-nek, majd valamivel később - nem hivatalos IPv5-nek nevezték. De ez a fejlődés nem vert gyökeret, nem is fogadták el a hosszú távú fejlődés szempontjából. Ma úgy gondolják, hogy az IPv6 hamarosan a legújabb és legkeresettebb protokoll lesz.
