Понятие компьютерной сети

 

Сетевой протокол - это формальное описание правил и соглашений, которое  управляет обменом сетевой информацией  между одноименными уровнями взаимодействующих  хостов. Совокупность протоколов всех уровней, работающих совместно для обеспечения передачи данных между узлами сети называется стеком протоколов.

 

Наиболее известный стек протоколов - TCP/IP. Он разрабатывался совместно  с моделью сети TCP/IP. Модель TCP/IP имеет  всего четыре уровня. Соответствие между уровнями модели TCP/IP и OSI представлены в таблице:

 

компьютерная сеть протокол стандартМодель OSI Уровень Модель TCP/IP Уровень

7 Application 4 Application

6 Presentation 4 Application

5 Session 4 Application

4 Transport 3 Transport

3 Network 2 Internet

2 Data Link 1 Media Access

1 Physical 1 Media Access

 

 

Каждый протокол работает на своем уровне с данными, организованными  в блоки (PDU - Protocol Data Unit). На каждом уровне для блоков данных используется свое название.

 

1) физический уровень

 

Физический уровень отвечает за передачу данных по физическому  каналу и описывает среды передачи данных. Данные на физическом уровне передаются в виде сигналов. Сигнал - это физический процесс, развивающийся во времени. Для формирования и передачи сигналов используют два приема: цифровое кодирование  и аналоговую модуляцию.

 

Физический уровень определяет такие виды среды передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач  данных и т.п. [8]

 

2) канальный уровень.

 

Канальный уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть.

 

Спецификация IEEE 802 разделяет  этот уровень на два подуровня - MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

 

3) сетевой уровень.

 

Сетевой уровень отвечает за выбор маршрута следования и коммутацию пакетов. Основным протоколом этого  уровня в стеке протоколов TCP/IP является протокол IP (Internet Protocol).

 

4) транспортный уровень

 

Транспортный уровень  модели формирует сегменты данных, размер которых зависит от протокола, и преобразует их в поток, обеспечивая  надёжную передачу данных.

 

5) сеансовый уровень

 

Сетевой уровень отвечает за поддержание сеанса связи, позволяет  приложениям взаимодействовать  между собой длительное время (в  том числе в периоды неактивности приложений)

 

6) уровень представлений

 

Уровень представлений имеет  дело не только с форматами и представлением данных, он также занимается структурами  данных, которые используются программами.

 

7) прикладной (приложений) уровень

 

Прикладной уровень обеспечивает взаимодействие пользовательских приложений с сетью. Этот уровень позволяет  приложениям использовать сетевые  службы, такие как удалённый доступ к файлам и базам данных, пересылка  электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы  к уровню представления.

 

Инкапсуляция - это процесс  спуска данных с верхних уровней  узла к нижним с добавлением к  ним специальных заголовков, соответствующих  протоколам текущего уровня. [1]

 

Стандарты современных сетей

 

 

2.1 Модели сетевого взаимодействия

 

 

Для того чтобы облегчить  изучение сети, упростить разработку сетевых протоколов и устройств, а также для упрощения проектирования сети была разработана эталонная  модель OSI (Open System Interconnection), модель описывает взаимосвязи открытых систем: как два узла сети взаимодействуют между собой [7]. В этой модели для упрощения описания сетевых операций используют семь уровней. Уровни относительно независимы и разделены на основе выполняемых ими функций. Названия уровней и их функции перечислены в таблице [1]:

 

Функции семиуровневой модели сети

 

№ Название уровня Функции

7 

Application

 

(Уровень приложений)  Обеспечивает работу приложений пользователя

6 Presentation (Уровень представления данных) Обеспечивает представление и форматирование данных, определяет синтаксис передачи данных.

5 

Session

 

(Сеансовый уровень)  Обеспечивает сеанс обмена между приложениями и управления этим процессом.

4 

Transport

 

(Транспортный уровень)   Формирует сегменты данных и преобразует их в поток. Гарантирует установку связи между хостами и надежную передачу данных.

3 

Network

 

(Сетевой уровень)  Выбирает оптимальный путь передачи данных из одной точки сети в другую. На этом уровне работают маршрутизаторы (routers). Используются схемы логической адресации, такие как IP, IPX, AppleTalk.

2 

Data Link

 

(Уровень канала связи)   Уровень служит логическим интерфейсом доступа к физической среде. Для определения источника и места назначения сигналов ис-пользуются аппаратные адреса, их еще называют МАС-адреса (MAC - Media

1 

Physical

 

(Физический уровень)  Этот уровень описывает электрические, механические и физические средства установки поддержки физической связи между различными устройствами сети.

 

 

 

Основные принципы выделения  уровней в OSI (7 уровней, в основке которых положены следующие принципы)

 

подходящая степень модуляризации (уровней не слишком много)

 

прозрачность (реализация сетевого взаимодействия не слишком сложная)

 

минимальное количество информации, передаваемое интерфейсами между уровнями.

 

четкое распределение  задач (каждый уровень решает конкретные задачи)

 

новый уровень должен создаваться  каждый раз, когда требуется новый  уровень абстракции (пример: если одна функция оперирует битами, а появляется другая функция, которая манипулирует группами бит, то эти функци должны быть на разных уровнях). [2]

 

Наибольшую роль для правильной работы сети играют первые три уровня. Каждому из них соответствует  свое сетевое оборудование.

 

Основные устройства перечислены  в следующей таблице [1]:

Сетевые устройства и их функции№ Название уровня Устройство Функция

3 Network Маршрутизатор (Router) Вычисляет путь по логическому адресу места назначения. Коммутирует потоки данных, осуществляет фильтрацию данных. Объединяет локальные сети, обеспечивает доступ к глобальным сетям.

2 Data Link Коммутатор (Switch) Коммутатор - разбивает локальную сеть на сегменты и управляет потоками данных между сегментами на основе аппаратных MAC-адресов.

1 Physical Концентратор (Hub) Концентратор получает сигнал, усиливает его и рассылает по всем своим портам.

 

 

 

Существуют устройства, которые  работают сразу на всех 7 уровнях. Это - компьютеры конечных пользователей (рабочие  станции), серверы различного назначения, принтеры с сетевыми интерфейсами.

 

Сетевой протокол - это формальное описание правил и соглашений, которое  управляет обменом сетевой информацией  между одноименными уровнями взаимодействующих  хостов. Совокупность протоколов всех уровней, работающих совместно для обеспечения передачи данных между узлами сети называется стеком протоколов.

 

Наиболее известный стек протоколов - TCP/IP. Он разрабатывался совместно  с моделью сети TCP/IP. Модель TCP/IP имеет  всего четыре уровня. Соответствие между уровнями модели TCP/IP и OSI представлены в таблице:

 

 

компьютерная сеть протокол стандартМодель OSI Уровень Модель TCP/IP Уровень

7 Application 4 Application

6 Presentation 4 Application

5 Session 4 Application

4 Transport 3 Transport

3 Network 2 Internet

2 Data Link 1 Media Access

1 Physical 1 Media Access

 

 

 

Каждый протокол работает на своем уровне с данными, организованными  в блоки (PDU - Protocol Data Unit). На каждом уровне для блоков данных используется свое название.

 

1) физический уровень

 

Физический уровень отвечает за передачу данных по физическому  каналу и описывает среды передачи данных. Данные на физическом уровне передаются в виде сигналов. Сигнал - это физический процесс, развивающийся во времени. Для формирования и передачи сигналов используют два приема: цифровое кодирование  и аналоговую модуляцию.

 

Физический уровень определяет такие виды среды передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач  данных и т.п. [8]

 

2) канальный уровень.

 

Канальный уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть.

 

Спецификация IEEE 802 разделяет  этот уровень на два подуровня - MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

 

3) сетевой уровень.

 

Сетевой уровень отвечает за выбор маршрута следования и коммутацию пакетов. Основным протоколом этого  уровня в стеке протоколов TCP/IP является протокол IP (Internet Protocol).

 

4) транспортный уровень

 

Транспортный уровень  модели формирует сегменты данных, размер которых зависит от протокола, и преобразует их в поток, обеспечивая  надёжную передачу данных.

 

5) сеансовый уровень

 

Сетевой уровень отвечает за поддержание сеанса связи, позволяет  приложениям взаимодействовать  между собой длительное время (в  том числе в периоды неактивности приложений)

 

6) уровень представлений

 

Уровень представлений имеет  дело не только с форматами и представлением данных, он также занимается структурами  данных, которые используются программами.

 

7) прикладной (приложений) уровень

 

Прикладной уровень обеспечивает взаимодействие пользовательских приложений с сетью. Этот уровень позволяет  приложениям использовать сетевые  службы, такие как удалённый доступ к файлам и базам данных, пересылка  электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы  к уровню представления.

 

Инкапсуляция - это процесс  спуска данных с верхних уровней  узла к нижним с добавлением к  ним специальных заголовков, соответствующих  протоколам текущего уровня. [1]

 

 

!!!!!!

 

Санитарно-гигиенические  требования

 

1. Помещения кабинета  ИВТ должны иметь естественное  и искусственное освещение в  соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96.

 

2. Основной поток естественного  света должен быть слева. Ориентация  оконных проемов должна быть  на север или на северо-восток. Не допускается направление основного  светового потока естественного  света сзади и спереди работающего  на ПЭВМ. При двухстороннем освещении  при глубине помещения кабинета  более 6м обязательно устройство  правостороннего подсвета, высота  которого должна быть не менее  2,2м от пола.

 

3. В осветительных установках  кабинета ИВТ должна быть использована  система общего освещения, выполненная  потолочными или подвесными люминесцентными  светильниками, равномерно размещенными  по потолку рядами в виде  сплошных линий с двух сторон  о рабочего стола с ПЭВМ  или ВДТ. Светильники, а также  оконные светопроемы не должны отражаться на экранах ПЭВМ или ВДТ.

 

4. Освещенность поверхности  ученических столов при искусственном  освещении должна быть в пределах 300-500 лк. Светильники должны иметь  светорассеивающую арматуру.

 

5. В качестве источников  света рекомендуется использовать  люминесцентные лампы мощностью  40Вт, 58Вт или энергоэкономичные мощностью 36Вт типа ЛБ, ЛХБ как наиболее эффективные и приемлемые с точки зрения спектрального состава.

 

6.Для учебных помещений  с ПЭВМ и ВДТ следует применять  светильники серии ЛП036 с высокочастотными  пускорегулируемыми аппаратами (ВЧПРА). Можно допустить применение светильников без ВЧПРА в модификации "кососвет".

 

7. В помещениях с ПЭВМ  по причине загрязнения воздуха  антропогенными веществами органической  природы и диоксидом углерода  рекомендуется иметь приточно-вытяжную  вентиляцию, обеспечивающую оптимальный  температурно-влажностный режим  для всех климатических зон.Оптимальные параметры Допустимые параметры Температура, С Относительная влажность, % Температура, С Относительная влажность, % 19 62 18 39 20 58 22 31 21 55 - -

 

8. При отсутствии приточно-вытяжной  вентиляции можно организовать  кондиционирование воздуха с  помощью бытовых кондиционеров.Расчет кондиционеров должен быть проведен инженером по вентиляции в зависимости от их производительности, количества теплоизбытков от машин, людей, солнечной радиации и источников искусственного освещения.

 

9. Кабинет ИВТ должен  быть оборудован умывальником  с подводкой горячей и холодной  воды.

 

10. Электроснабжение кабинета  должно быть выполнено в соответствии  с требованиями ГОСТ 28139-89 и ПУЭ. 

 

11. Подводка электрического  напряжения к столам обучающихся и учителя должна быть стационарной и скрытой.

 

12. Расположение электрощита  и Устройства защитного отключения  должно давать учителю возможность  мгновенного отключения системы  электроснабжения. Рекомендуемое размещение - слева или справа от классной  доски. 

 

13. Для обеспечения пожарной  безопасности кабинет МВТ должен  быть укомплектован 2-мя углекислотными  огнетушителями (типа ОУ-2).