Иерархические сети

Министерство образования Российской Федерации

Челябинский государственный университет

Институт экономики отраслей, бизнеса и администрирования

Реферат

по предмету «Информатика»

на тему «Иерархические сети»

Выполнил:              Тюрина Н.А

                                                        29ПС - 101

                                                                                                                   Проверил:              Фицнер М.А

Челябинск

2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….3

1.ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ…………………………………5

2.ПРЕИМУЩЕСТВА ИЕРАРХИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДЛЯ БИЗНЕСА……...8

3.КОМПОНЕНТЫ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ…………….9

4.РЕАЛИЗУЕМЫЕ  ТЕХНОЛОГИИ………………………………………..12

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных представляет  собой  множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними. За последнее десятилетие по мере появления новых технологий и роста потребностей бизнеса дизайн локальной вычислительной сети (ЛВС) непрерывно усложнялся. В настоящий момент приложения и средства коммуникаций, такие как IP-телефония, IP-видео и электронное обучение, позволяют компаниям повышать производительность.

Модель данных – совокупность структур данных и операций их обработки.

Модели данных определяются:

a)                способами организации данных.

b)                ограничением ценности данных.

c)                 операциями с данными.

СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной  модели, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве.

Рассмотрим одну из основных типа моделей : иерархическую.

3

1.ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ.

а) Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определённым правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевёрнутое дерево), вид которого представлен на рисунке 1.

                                                    А                                               

Уровень 1                                                                     

                     В1           В2          В3          В4           В5                    Уровень 2                

                  С1       С2          С3       С4      С5         С6       С7      С8         Уровень 3

              К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел – это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На  схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый  узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчинённую никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчинённые) узлы находятся на втором, третьем и

5

т.д. уровнях. Количество деревьев в базах данных определяется числом корневых записей. К каждойдятся на втором, третьемершине и находящуюся на самом верхнем 9первом) уровне. ровне.                                  Записи базы данных существует только 1 иерархический путь от корневой записи. Например, как видно на рисунке 1 для записи С4 путь проходит через записи А и В3.

Пример, представленный на рисунке 2 иллюстрирует использование иерархической модели базы данных. Для рассматриваемого  примера иерархическая структура правомерна, т.к.  каждый студент учится в определённой (только одной) группе, которая относится к определённому (только одному) институту.

              рис. 2. Пример иерархической структуры бах данных

Институт (специальность, название)

Группа (номер, староста)

Студент (номер зачётной книжки, фамилия, имя, отчество)

6

              b) Ограничение целостности- целостность ссылок между предком и потомком с учетом основного правила: никакой потомок не может существовать без предка.

   Примеры:

           1) ОКА       3)TOTAL

           2)ИНЭС     4) IMS             

              с) Операции над данными:

     найти указанное дерево.

     перейти от одного дерева к другому.

     перейти от одной записи к другой.

     перейти от одной записи к другой в порядке обхода иерархии.

     удаление текущей записи.

7

2.ПРЕИМУЩЕСТВА ИЕРАРХИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДЛЯ БИЗНЕСА

Построение локальной сети компании требует значительных инвестиций. При корректном проектировании ЛВС может значительно повысить эффективность бизнеса и уменьшить операционные расходы.

Иерархическая (сегментированная) сеть состоит из объединенных между собой блоков, которые можно легко дублировать или изменять. Таким образом, по мере добавления или удаления одного из модулей, не нужно проектировать заново всю сеть. В сегментированной сети очевидна необходимость каждого модуля. Благодаря тому, что сеть сегментирована, легче ею управлять, отыскивать и устранять неисправности становиться гораздо легче.

8

3.КОМПОНЕНТЫ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

Иерархическая модель сети включает в себя три функциональных уровня : доступа (access layer), распределения (distribution layer) и магистрали (core layer).

Первый представляет собой точку доступа конечных устройств к   пользователи, так и сервера. На уровне доступа выполняется коммутирование на втором уровне модели OSI для локальных устройств или маршрутизация для удаленных устройств. Сетевое оборудование должно создавать виртуальные подсети, обеспечивать проверку подлинности подключаемых конечных устройств, поддерживать сервис QoS (качество обслуживания). Для предоставления доступа к сети локальным устройствам могут использоваться коммутаторы Cisco Catalyst 2950 Series, 3560 Series, 3750 Series, 4500 Series (в зависимости от масштабов сети). Для предоставления доступа удаленным устройствам (граничные модули на рис.1) – маршрутизаторы Cisco 800 Series, 1800 Series, 2800 Series, 3800 Series, 7200 Series (в зависимости от масштабов сети).

На уровне распределения обеспечивается многоуровневая коммутация между уровнем доступа и магистралью: изменение среды передачи данных, объединение множества низкоскоростных каналов в высокоскоростные магистральные каналы, проверка прав доступа рабочих групп или департаментов, резервное соединение с сетевым оборудованием уровня доступа. Кроме того, оборудование уровня распределения должно предоставлять следующие сервисы: фильтрацию проходящего трафика по адресам и портам, разделение между динамическими и статическими протоколами маршрутизации, сервис QoS (качество обслуживания).

9

Уровень распределения в зависимости от масштабов сети может быть реализован коммутаторами Cisco Catalyst 3560 Series, 3750 Series, 4500 Series, 6500 Series.

Уровень магистрали иерархической ЛВС предназначен для коммутации пакетов на максимально возможных скоростях. Здесь должны обеспечиваться:

                   резервирование, как информационных каналов, так и сетевых устройств;

                   балансировка нагрузки;

                   масштабируемость.

Недопустимы такие манипуляции с пакетами, как проверка списков доступа или фильтрация, которые могут замедлить скорость коммутации. Магистраль может быть реализована коммутаторами Cisco Catalyst 3750 Series, 6500 Series, маршрутизаторами Cisco 7200 Series.

Для небольшой сети (около 200 портов) функции уровней доступа и распределения обеспечиваются одним устройством. Для сетей средних размеров (200–1000 портов) такой подход нежелателен, так как накладывает ограничения на дальнейшее развитие сети.

Граничные модули реализуют различные сервисы и WAN-технологии, которые обычно предоставляются провайдерами. В качестве граничных модулей могут выступать:

                    Модуль электронной коммерции, позволяющий компании использовать приложения для электронной коммерции и возможности Интернета. Все потоки данных к серверам модуля электронной коммерции проходят через серию служб,

10

обеспечивающих необходимый уровень защиты и доступности приложений.

                    Модуль доступа в сеть Интернет, предоставляющий доступ в Интернет внутренним пользователям. Интернет-модуль принимает VPN-трафик от удаленных офисов и направляет в модули VPN и удаленного доступа, где и происходит терминация VPN-трафика.

                    Модуль VPN и удаленного доступа помимо терминации VPN-трафика с интернет-модуля позволяет установить коммутируемые соединения с удаленными офисами через публичные телефонные сети. В случае успешной аутентификации удаленным пользователям предоставляется доступ в локальную сеть компании.

                    WAN-модуль использует различные WAN-технологии (выделенные линии, Frame Relay, ATM, SDH, DSL, Wireless) для маршрутизации трафика между удаленными и центральным офисами.

Модуль управления в дополнение к функциям централизованного мониторинга и управления сетевыми устройствами обнаруживает вторжения собирает системные сообщения, TACACS+/RADIUS и OTP (One Time Password) аутентификацию.

11

4.РЕАЛИЗУЕМЫЕ  ТЕХНОЛОГИИ

Иерархическая структура ЛВС обладает высоким уровнем доступности сетевых сервисов и ресурсов сети. Это обеспечивается:

                   применением резервных источников питания и дополнительных модулей сетевого оборудования;

                   резервированием и увеличением пропускной способности каналов путем их объединения по технологии Cisco EtherChannel;

                   применением протокола Spanning Tree;

                   применением протокола HSRP (Hot StandBy Router Protocol) для переключения в случае отказа с основного маршрутизатора на резервный, протокола GLBP (Gateway Load Balancing Protocol) для балансировки нагрузки между резервируемыми маршрутизаторами;

                   динамической маршрутизацией (протоколы RIP, OSPF, IS-IS, EIGRP, BGP4, MBGP, PIM, DVMRP и т.д.).

Предоставление качественного сервиса (QoS), реализующего привилегированное обслуживание более приоритетного или чувствительного к задержкам трафика (к примеру, голосовых пакетов) обеспечивается путем:

                   классификации и маркировки пакетов, что позволяет разделять трафик по уровням приоритетности;

                   применения политик для ограничения трафика;

                   управления буфером обмена устройств (организация очередей и предотвращение накопления).

12

IP Multicast (поддержка многоадресной рассылки) обеспечивает снижение уровня загруженности каналов путем отправки одного потока данных группе получателей, а не каждому получателю индивидуально. Для маршрутизации многоадресного потока используются протоколы PIM (Protocol Independent Multicast), IGMP (Internet Group Membership Protocol), CGMP (Cisco Group Membership Protocol).

Поддержка шестой версии протокола IP (IPv6), позволяющего более эффективно управлять пакетами и решающего проблему нехватки адресов, производится за счет расширения адресного пространства с 32 до 128 бит.

В современных локальных сетях описанные технологии играют важную роль. Их поддержка позволит компаниям минимизировать дальнейшие расходы при внедрении новых сервисов и повысить производительность работы.

13

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Информатика: учебник,- 3-е переработанное издание./ Н.В. Макарова [ и др.]; под ред. Н.В. Макаровой.- М.: финансы и статистика, 2005.-786с.: ил.