Что такое сетевые информационные технологии

Лекция 4. Сетевые Информационные технологии (ИТ)

Сетевые Информационные технологии (ИТ)

Сеть (от англ. network) — это взаимодействующая совокупность объектов, связанных друг с другом линиями связи. В ИТ под термином «сеть» несколько ЭВМ и иных вычислительных машин, соединенных между собой с помощью специального оборудования для обеспечения вычислений и обмена различными видами информации. Сложные сети подразумевают большое количество пользователей, разветвленную структуру, узлы коммутации и коммуникации, соединяющие всех в единую сетевую структуру.

Основу сетевых технологий составляют вычислительные сети, компьютерные сети (от англ. computer network), или сети ЭВМ. Сеть ЭВМ — это совокупность вычислительных, программных, коммуникационных и организационно методических средств, предназначенных для распределенной обработки и передачи информации. Сеть представляет вычислительный комплекс, включающий территориально распределенную систему компьютеров и их терминалов, объединенных в единую систему. Почти сразу же с появлением вычислительных сетей их стали использовать для обмена различного рода данными (сети передачи данных) и информацией. Развитие компьютерных сетей и сетевых технологий показало возможность с их помощью организовать широкомасштабное информационное обеспечение людей. Это привело к тому, что вычислительные сети, обеспечивающие обмен информационными ресурсами, стали называть информационными.

Информационная сеть — это разновидность коммуникационной сети, в которой информация выступает в качестве продукта создания, переработки, хранения и использования. Принципиальным компонентом в информационных сетях является коммуникационная сеть.

Коммуникационная сеть — это система объектов, осуществляющих функции создания (генерации), преобразования, хранения и потребления информации и линий передачи, по которым осуществляется передача информации внутри сети. Первые вычислительные сети появились в 1960 е гг. Информационно- вычислительные сети (ИВС) стали закономерным результа том развития идей, техники и технологий в области создания и применения вычислительных машин и систем. Наблюдавшийся все эти годы бурный технологический прогресс микроэлектроники проявился не только в чисто компьютерной сфере, но и в производстве средств связи, с помощью которых распределенные в пространстве компьютеры объединяются в единую систему — вычислительную сеть. Основой компьютерной сети является логически построенная система ЭВМ, связанных каналами передачи информации, необ ходимого ПО, а также организационно методических средств, пред назначенных для эффективного распределения вычислительных ресурсов и обработки информации. В такой системе любое из подключенных устройств может использовать сетевые возможности для передачи или получения информации. Современная ИВС обеспечивает обмен данными между ее абонентами и ориентирована на предоставление информационного обслуживания по запросам пользователей (рис. 5.1).

Схема взаимодействия рабочих станций (клиентов) и сервера вычислительной сети, при котором рабочая станция получает от сервера и обрабатывает только то подмножество данных, которое соответствуют условию, указанному в запросе, используется в большинстве современных локальных вычислительных сетей. Идея расширения функциональных возможностей и масштабов реализации ИТ привела к созданию так называемых телекоммуникационных технологий, основанных на организации сетевого взаимодействия вычислительных ресурсов ЭВМ.

ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЫ

Самой распространенной стала сетевая технология компьютерного способа пересылки и обработки информационных сообщений, позволяющая поддерживать оперативную связь между руководством рабочих групп и сотрудниками, учеными, деловыми людьми, бизнесменами и всеми желающими. Такая технология получила название электронной почты. Электронная почта (от англ. electronic mail, e mail ) — это служба почтовой связи, в которой доставка сообщений осуществляется электронными методами с помощью ЭВМ, подключенных к телекоммуникациям. Почтовая служба использует специальный пакет программ для хранения и пересылки сообщений между пользователями ЭВМ, т.е. сервис отложенного чтения (offline). Посредством электронной почты реализуется служба безбумажных почтовых отправлений. Она является системой сбора, регистрации, обработки и передачи любой информации, в частности текстовых документов, изображений, цифровых данных, звукозаписи, по сетям ЭВМ. Почтовая служба выполняет следующие функции: редактирование документов перед передачей и их хранение в специальной папке, пересылка корреспонденции, проверка и исправ ление ошибок, возникающих при передаче, выдача подтверждения о получении корреспонденции адресатом, получение и хранение информации в своем «почтовом ящике», просмотр полученной корреспонденции. В этой службе можно отправлять файлы как приложения (аttachment) и рассылать почту одновременно по нескольким адресам. Электронная почта может быть организована в локальной сети внутри предприятия для обеспечения внутреннего обмена информацией. Она может обеспечивать межсистемный обмен с другими электронными почтами по глобальным сетям ЭВМ. Во многих случаях она оказывается дешевле, надежнее и, несомненно, гораздо бы- стрее обычной: в зависимости от сообщения и параметров сети от нескольких минут до двух трех часов. Каждое передаваемое сообщение содержит заголовок с размещаемыми в нем сетевыми адресами и темой письма. ПО автоматически проставляет в сообщение обратный адрес, дату, время отправления и другие служебные сведения. Для приема и отправки сообщений в Интернете используются специальные протоколы POP3 и SMTP. Протокол POP3 (от англ. Post Office Protocol, версия 3) позволяет компьютеру пользователя открытых систем загружать поступающую почту через телефонную сеть, а протокол SMTP (от англ. Simple Mail Transport Protocol) используется для отправки почты с компьютера пользователя. Протокол POP3 предусматривает обращение почтового пользователя сети к почтовому серверу с предложением забрать пришедшие письма, сообщает серверу имя ящика и пароля, загружает сообщения клиенту и удаляет их из почтового ящика. С помощью SMTP происходят накопление отправляемых писем и обеспечение их получения адресатом. Протокол SMTP использует транспортный протокол TCP, совместно с которым может использоваться и UUCP. Он не зависит от транспортной среды и может использоваться для доставки почты в сетях с протоколами, отличными от TCP/IP и Х.25. Корреспонденция готовится пользователем на своем рабочем месте, либо программой подготовки почты, например Outlook Express, либо просто обычным текстовым редактором, например Word. Затем пользователь вызывает программу отправки, и сеанс обмена почтовым сообщением окончен. Почтовый ящик — специально организованный файл для хра нения корреспонденций. Каждый почтовый ящик имеет сетевой адрес. Он формируется из имени пользователя (login) и IР адреса почтового сервера. Адрес почтового ящика относится к ресурсам сети. Почтовый ящик состоит из корзин: отправления и получения. Корзины — это файлы почтового ящика. В корзину получения поступает входящая корреспонденция. Из корзины отправлений почтовый сервер забирает информацию для рассылки другим пользователям. Могут быть организованы и другие корзины, например корзина для мусора. В нее удаляются ненужные сообщения, которые в случае необходимости можно восстановить. Для пересылки корреспонденции можно установить непосредственную связь с почтовым ящиком адресата в режиме реального времени. Онлайновые (интерактивные) средства коммуникации пользователей (chat, ICQ и др.) предполагают возможность обмена информацией между двумя или большим количеством пользователей сети в режиме реального времени через специальный чат сервер. Частью такого обмена могут становиться текстовый каталог, передача графики прямо в процессе ее создания, голосовая и ви деосвязь, обмен файлами. Некоторый перечень чат адресов уже включен в используемую клиентскую программу, например в Мiсrosоft NetMeeting. В регистрационных списках чатов обычно указываются сведения о месте проживания участников. Распространенным методом является выделение отдельных компьютеров в качестве почтовых отделений. Они называются почтовыми серверами. При этом все компьютеры пользователей подключены к ближайшему почтовому серверу, получающему, хранящему и пересылающему дальше по сети почтовые отправления, пока они не дойдут до адресата. Отправка адресату сообщения осуществляется по мере его выхода на связь с ближайшим почтовым сервером в режиме офлайн (почтовый режим). Почтовые серверы реализуют следующие функции: обеспечение быстрой доставки информации, управление сеансом связи, проверка достоверности информации и корректировка ошибок, хранение информации «до востребования» и извещение пользователя о поступившей в его адрес корреспонденции, регистрация и учет корреспонденции, проверка паролей при запросах корреспонденции, поддержка справочников с адресами пользователей и др. Пересылка сообщений пользователю может выполняться в ин- дивидуальном, групповом и общем режимах. При индивидуальном режиме адресатом является отдельный компьютер пользователя, а корреспонденция содержит IР адрес его почтового сервера и login. При групповом режиме корреспонденция рассылается одновременно группе адресатов. Эта группа может быть сформирована по разному. Почтовые серверы имеют средства распознавания группы. Например, в качестве адреса может быть указано: «Получить всем, интересующимся данной темой» или указан список рассылки. В общем режиме корреспонденция отправляется всем пользователям — владельцам почтовых ящиков. Посредством двух последних режимов можно организовать телеконференцию, форум в виде электронной «доски объявлений». Во избежание перегрузки почтовых ящиков в почтовых серверах хранятся справочники адресов, содержащих фильтры для групповых и общих сообщений. Каналы и сети электронной почты являются частью систем пе редачи данных и связи. Они реализуются в рамках локальных, корпоративных, региональных и глобальных вычислительных сетей. Для систем электронной почты, разработанным как приложения к крупным проектам, например электронная почта программного продукта «1С:Бухгалтерия», определяются параметры обмена со общениями на уровне предприятия. Одним из распространенных продуктов электронной почты является Microsoft Exchange, ориентированный на большие предприятия. Во многих случаях в соответствии с различными требованиями совместимости, например нормативные акты, правила содержания, управление рисками, сер веры Exchange смещаются из офисов филиалов и консолидируют ся в главных офисах или вычислительных центрах. И хотя такая консолидация создает преимущества в плане стоимости и совместимости, она же может создать и значительные проблемы в плане производительности приложений электронной почты из за ее слож ного использования. Причина этой проблемы кроется в том, что Outlook и Exchange работают по разработанному компанией Microsoft протоколу MAPI. Этот протокол требует повышенных ресурсов, т.е. выполняет значительное количество различных подтверждений между клиентом и сервером перед началом каждой сессии. И если в локальных сетях эта особенность протокола не создает никаких ощутимых не удобств, в глобальной сети эта «многословность» влечет значительные задержки в получении почты и превышает время ожидания ответа от клиента. Другая проблема заключается в постоянном росте количества электронной почты — как по числу сообщений, так и по их размеру, в частности из за больших размеров прикреплений. Это влечет за собой рост сетевого трафика и дополнительно увеличивает необ ходимые расходы на развитие глобальной сети. Начиная с версии Exchange/Outlook 2003, компания Microsoft ввела так называемое кэширование, которое скрывает бо?льшую часть задержки от пользователя, делая Outlook более удобным в использовании на значительно удаленных точках, работающих через медленные каналы, имеющие задержки. С технологией акселерации MACH5 от компании Blue Coat тра фик электронной почты (Exchange/Outlook) может быть значительно ускорен. Эта технология обеспечивает сокращение как задержки, так и нагрузки на канал вне зависимости от того, какая версия ПО электронной почты используется на предприятии.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Сетевые информационные технологии

Результаты освоения темы

Изучая данную тему, вы будете знать:

Основные понятия:

В 1960-е годы появились первые вычислительные сети (ВС) с ЭВМ. С этого времени собственно и появляются сетевые информационные технологии, позволившие объединить технологии сбора, хранения, передачи и обработки информации на ЭВМ с техникой связи.

Сеть (Network) – это взаимодействующая совокупность объектов, связанных друг с другом линиями связи.

В информационных процессах, системах и технологиях под термином “сеть” понимают как минимум несколько компьютеров и иных вычислительных машин, соединённых между собой с помощью специального оборудования для обеспечения вычислений и обмена различными видами информации. Сложные сети подразумевают большое количество пользователей, разветвлённую структуру, узлы коммутации и коммуникации, соединяющие всех в единую структуру.

Основу сетевых технологий составляют вычислительные сети – средства связи (телекоммуникации), с помощью которых распределённые в пространстве компьютеры объединяются в систему.

Вычислительную сеть называют также сетью ЭВМ или компьютерной сетью (Computer network). Она представляетвычислительный комплекс, включающий территориально распределённую систему компьютеров и их терминалов, объединенных в единую систему.

Почти сразу же с появлением вычислительных сетей, они стали использоваться для обмена различного рода данными (сети передачи данных) и информацией. Развитие компьютерных сетей и сетевых технологий показало возможность с их помощью организовать широкомасштабное информационное обеспечение людей.

Это привело к тому, что вычислительные сети, обеспечивающие обмен информационными ресурсами, стали называть “информационными сетями”, представляя разновидность коммуникационных сетей.

При этом не предполагается отказаться от проведения сетевых вычислений, более того эта технология постоянно совершенствуется, и ныне объединённые в информационную сеть суперкомпьютеры позволяют проводить сверхбыстрые вычисления, связанные с потребностями любых предметных областей.

Отметим, что по области использования (распространения) выделяют локальные, региональные (территориальные) и глобальные сети.

Они имеют по сравнению с WAN менее развитую архитектуру и используют более простые методы управления взаимодействием узлов сети. Небольшие расстояния между узлами сети и простота управления системой связи позволяют обеспечивать высокую скорость передачи данных.

В ЛВС расстояние между компьютерами обычно ограничено до 1–2,5 км, скорость передачи информации составляет более одного Мбит/с. Такая сеть состоит из трёх основных компонент: одной или нескольких центральных (главных) машин (серверов), рабочих станций и коммуникаций.

ЛВС легко адаптируются к изменённым условиям эксплуатации и модернизируются. Они обладают гибкой архитектурой, что позволяет легко изменять места дислокации соответствующих РС. Хотя нет чёткой классификации ЛВС, обычно выделяют следующие признаки: назначение, топология, типы используемых ЭВМ, организация управления, передачи информации, методы теледоступа и доступа, физические носители информации и др.

Обычно их делят по территориальному признаку на региональные и глобальные сети.

Поэтому региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network). К региональным относятсякорпоративные сети (сети масштаба предприятия), связывающие между собой ЛВС, охватывающие территорию, как правило, представляющую одно или несколько близко расположенных зданий, входящих в состав этой корпорации (предприятия). Они образуют сложные информационные системы (инфосистемы) с распределённой информационной архитектурой.

К корпоративной информационной системе (КИС) относится “Интранет”. Эта технология подразумевает единство для внутреннего пользователя и внешнего потребителя, которым может быть один и тот же человек. Внутренним пользователем он является для своей организации, а внешним потребителем – для сторонней компании. Метод удобен для использования при работе организаций со своими филиалами, а также в различных корпорациях.

Глобальная вычислительная сеть (Wide Area Network, WAN) – это множество географически удалённых друг от друга компьютеров (host-узлов), взаимодействующих между собой с помощью коммуникационных каналов передачи данных и специального программного обеспечения – сетевых операционных систем. Хост-компьютеры – мощные многопользовательские вычислительные системы (сервера), а также специализированные компьютеры, выполняющие функции коммуникационных узлов. Пользователи персональных компьютеров становятся абонентами такой сети после подключения своих компьютеров к её основным узлам.

В зависимости от принятого способа управления сети делятся на: централизованные, децентрализованные и смешанные.

Интернет децентрализованная интерсеть. Принцип её построения заключается в организации магистралей (высокоскоростных телефонных, радио, спутниковых и других линий связи) между центральными узловыми станциями.

Рост информационных систем, объединяющихся между собой для обмена информацией и решения других задач, инициировал создание международных сетей, а затем и Интернета. Это способствовало появлению интернет технологий.

Современные сетевые технологии представляют возможность работать в отложенном (оффлайн) и интерактивном (онлайн) режиме, обеспечивают связь с любыми доступными информационными источниками, позволяют осуществлять профессионально-ориентированное консультирование и обучение и др.

Онлайновые технологии включают интерактивные виды услуг в интернете: ISQ, интернет-телефонию и др.

Оффлайновые технологии включают: списки рассылки, группы новостей, веб-форумы, электронную почту и т.д.

В информационных сетях управляющие системы называются серверами. Под термином “сервер” (англ. “server” – обслуживающий процессор, узел обслуживания) понимают подключенную к сети, достаточно мощнуювычислительную машину, обладающую определёнными ресурсами общего пользования, а также, как правило, возможностью объединять некоторое количество компьютеров как в локальной, так и в глобальной информационных сетях. Сетевые узлы с серверами, называют хостами (англ. “host” – хозяин). Обычно они становятся провайдерами Интернета.

Серверы обычно выполняют функции административного управления в сети и при этом называются администраторами системы. В их задачи входит проверка работоспособности системы (каналов, компьютеров, программ и т.п.); выявление сбоев, несанкционированного доступа и других нарушений в сети; восстановление работоспособности сети; учёт работы сети, подготовка отчётов о её работе и предоставление пользователям информации о ресурсах сети.

По назначению серверы делятся на: файловый, коммуникационный, приложений, почтовый и др. Кроме того, в сетях используют: сервер баз данных (“Data Base Server”), принт-сервер, факс-сервер и др.

Подключённые в сети к серверам компьютеры называют рабочими станциями (РС) или клиентами. Разница заключается в применяемом программном обеспечении, позволяющем использовать компьютеры в сети только как сервер или как РС. Возможен вариант, когда любой компьютер в сети может быть в одних условиях сервером, а в других – “клиентом”. “Клиентом” обычно считается менее мощный компьютер, ресурсы которого не предоставляются в совместное использование в сети. Сеть, образованная из компьютеров “серверов” и “клиентов” и базирующаяся на ПО, обеспечивающем их работу в таких режимах, называется “клиент-серверной”.

С точки зрения организации существует разделение сетей на три вида: реальные, искусственные и одноранговые.

К реальным сетям относят такие, в которых компьютеры соединяются между собой по определённой схеме посредством специальных устройств – сетевых адаптеров и требуется присутствие специалистов, осуществляющих контроль и эксплуатацию таких сетей. Они называются “real network или Network With an Attitude” (NWA).

Искусственные сети не требуют специального сетевого жёсткого диска. Компьютеры в этих сетях связываются между собой через последовательные или параллельные порты без специальных сетевых адаптеров. Иногда такая связь называется ноль-модемной или ноль-слотовой (англ. “zero-slot network”), так как ни в один из слотов компьютера не включен сетевой адаптер. Такие сети работают очень медленно и, как правило, позволяют осуществлять одновременную работу лишь с двумя компьютерами.

Одноранговые сети организуются по принципу “равный среди равных” (англ. “peer-to-peer network”) и относятся к промежуточному типу между реальными и искусственными. В такой сети в зависимости от необходимости каждый компьютер может быть сервером или РС. Например, РС с подключённым к ней принтером может использоваться как сетевой сервер печати и т.п. Преимущество таких сетей заключается в предоставлении ими почти таких же возможностей (сервисов), как и в реальных сетях, при том, что их гораздо легче устанавливать и обслуживать. Кроме того, не требуется однозначно выделять серверы, так как любой компьютер может быть сервером и одновременно клиентом.

Структура построения сетей (топология), в первую очередь, определяется способом соединения компьютеров между собой.

В общем случае различают “шинное” (параллельное подключение компьютеров к одной линии связи), звездообразное (радиальное, т.е. когда все РС соединяются с сервером), кольцевое и смешанное соединения компьютеров в сеть. К смешанному относят как одновременное использование названных выше способов соединения, так и иерархическое, многосвязное (в этом случае каждый компьютер соединяется со всеми остальными в сети) соединение компьютеров в сеть.

С точки зрения количества используемых ЭВМ сети можно разделить на малые (до 10 ПК), средние (до 30 ПК) и большие (более 30 ПК).

По типу используемых средств передачи информации сети бывают проводные (кабельные), беспроводные (радио и спутниковые) и комбинированные.

Важным аспектом сетевых технологий является выбор метода передачи сообщений в сети. Известны и используются три метода передачи: метод передачи с приоритетным доступом, метод с челночным опросом и метод пакетов-маркеров. Существуют варианты использования смешанных типов передачи данных.

Метод передачи с приоритетным доступом. С передающего компьютера поступает запрос на передачу информации. Ему предоставляется канал во временное пользование. Все остальные компьютеры сети ожидают окончания сеанса передачи.

Метод с челночным опросом. В сети циркулирует информационный пакет с пустым интервалом и последовательно опрашивает все компьютеры на потребность передачи ими информации. Если такая потребность имеется, движущийся интервал подхватывает возможный для передачи информационный пакет и переносит его адресату.

Метод пакетов-маркеров. Этот метод подобен контейнерным перевозкам, когда подготовленное к передаче сообщение “конвертируется” (преобразуется) в пакеты с адресом и ждёт оказии с транспортёром, которым в данном случае является маркированный интервал времени. Этот интервал может использоваться только одним компьютером.

По методам передачи данных существуют сети с:

1) передачей данных по выделенным каналам связи;
2) коммутацией каналов;
3) коммутацией сообщений;
4) коммутацией пакетов сообщений.

Сетевые протоколы
Для возможности создания и эффективного функционирования любой сети необходимо стандартизировать методы работы в ней. С этой целью разрабатываются и используются сетевые протоколы.

Передача и приём сообщений в любых компьютерных сетях осуществляется с помощью специальных протоколов обмена данными, представляющих набор семантических и синтаксических правил, определяющих поведение функциональных блоков в сети.

На низком уровне обмен данными между ПК производится методом передачи пакетов сообщений. Протоколы среднего уровняNetBIOS, IPX/SPX, TCP/IP обычно выполняют функции транспортного средства, позволяя компьютерам сети обмениваться данными друг с другом. Протоколы высокого уровня обеспечивают перенаправление файлов и обслуживание файл-серверов методом передачи пакетов сообщений с использованием протоколов среднего уровня.

В Интернет данные пересылаются в пакетах с помощью протокола IP.

IP-протокол (Internet Protocol) является межсетевым протоколом. Он обеспечивает доставку сетевых пакетов с информацией и межмашинные коммуникации. Протокол управляет адресацией пакетов, направляя их по разным маршрутам между узлами сети, и позволяет объединять различные сети.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник