Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Рабочая программа'
Настоящая программа составлена на основе «Примерной программы основного общего образования по информатике и ИКТ (утверждена приказом Минобразования Ро...полностью>>
'Документ'
Современные дети сильно изменились по сравнению с тем временем, когда создавалась ранее действующая система образования. Вполне естественно, что возни...полностью>>
'Документ'
на базе ВО) 1 Абдыкалыков Алмат Ерликович Абдыкалыков Шаттык Ерликович 3 Альсейтов Талгатжан Серикжанович 4 Амиржанов Еркин Малкарович 5 Ахменова Айгу...полностью>>

Главная > Литература

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Тема 4. Компьютерные сети и информационная безопасность

Литература

1. Информатика в экономике: Учебное пособие/Под ред. Б.Е. Одинцова, А.Н. Романова. – М.: Вузовский учебник, 2008.

2. Информатика: Базовый курс: Учебное пособие/Под ред. С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2009.

3. Информатика. Общий курс: Учебник/Соавт.:А.Н. Гуда, М.А. Бутакова, Н.М. Нечитайло, А.В. Чернов; Под общ. ред. В.И. Колесникова. – М.: Дашков и К, 2009.

4. Информатика для экономистов: Учебник/Под ред. Матюшка В.М. - М.: Инфра-М, 2006.

5. Экономическая информатика: Введение в экономический анализ информационных систем.- М.: ИНФРА-М, 2005.

  1. Понятие, архитектура и классификация компьютерных сетей

Компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров и сетевого оборудования, объединенных линиями связи для обеспечения интерактивного информационного обмена с целью совместного использования ресурсов сети.

Компьютеры, входящие в сеть, называются узлами (клиентами, или рабочими станциями) сети. Ресурсы сети представляют собой компьютеры, данные, программы, сетевое оборудование, различные устройства внешней памяти, принтеры, сканеры и другие устройства, называемые компонентами сети.

Преимущества объединения компьютеров организации в сеть перед их локальным использованием заключаются в следующем:

- использование сетей позволяет разместить все данные организации на одном или нескольких компьютерах, обеспечивая доступ к ним со всех рабочих мест. Такая организация хранения данных в одном месте помимо создания условий для многопользовательского режима работы, позволяет повысить эффективность защиты данных и программ за счет обеспечения лучшей безопасности от несанкционированного доступа и создания архивных копий всех используемых данных;

- управляющие действия на рабочих местах выполняются едиными программными средствами и по единой технологии;

- информация, введенная в сеть сразу же становится доступной другим пользователям. Все пользователи работают с одной информацией;

- сети позволяют разным пользователями совместно использовать различные периферийные устройства: дисковую память, устройства печати, сканеры;

- сети обеспечивают разделение ресурсов процессора, что делает возможным использование вычислительных мощностей одного компьютера для обработки данных вместо другого, менее мощного;

- существенным оказывается сокращение бумажных потоков за счет организации обмена информацией в электронном виде.

Под архитектурой сети понимается вариант сети с конкретными компонентами сети, топологией построения и технологией функционирования сети.

Компьютерные сети классифицируются по следующим признакам.

I. Классификация компьютерных сетей по размеру является наиболее известной и распространенной. В качестве критерия отнесения сети к определенному виду является размер площади, на которой располагаются входящие в сеть узлы. При этом количество узлов не имеет принципиального значения. В соответствии с этим критерием выделяют следующие виды компьютерных сетей:

1. Локальные компьютерные сети (LAN-сети, lokal-area networks), расположение узлов которых ограничено рамками небольших территорий.

2. Территориально-распределенные компьютерные сети (MAN-сети, metropolitan-area networks). Разновидностью этой категории сетей являются федеральные, региональные, общегородские, районные сети, а также сети корпораций и объединений.

3. Глобальные компьютерные сети (WAN-сети, wide-area networks). Глобальные сети не имеют ограничений по размеру, количеству узлов сети и представляют собой объединение множества других сетей разных видов. Наиболее известной глобальной сетью является Интернет, к глобальным сетям относятся также Sprint, America on Line и другие.

II. Классификация по ведомственной принадлежности предполагает выделение отраслевых компьютерных сетей, сетей отдельных объединений и организаций. В качестве примеров таких сетей выступают компьютерные сети «РАО ЕС», объединения «Сургутнефтегаз», Сберегательного банка России и другие.

III. Классификация по методам доступа к среде передачи данных различает сети Ethernet, Arcnet, Token Ring.

VI. Классификация по методам организации передачи данных в компьютерной сети выделяет сети с разделяемой средой передачи и коммутируемые сети.

Требования, предъявляемые к компьютерным сетям. Основной задачей работы компьютерной сети является обеспечение возможности совместного использования ресурсов клиентами сети. Для выполнения этой задачи сеть должна отвечать определенным требованиям.

Обеспечение необходимой производительности сети, которая определяется объемом передаваемых данных и временем, требуемым на их передачу. Для оценки производительности используются числовые характеристики – трафик сети, который измеряется объемом переданной по сети информации за некоторый период времени; быстродействие сети, измеряемое максимально возможным объемом данных, переданным по сети за единицу времени; время задержки передачи данных.

Достижение определенной надежности работы сети, измеряемой вероятностью выхода из строя всей сети или отдельных ее сегментов.

Обеспечение безопасной работы сети, означающую наличие высокой степени защиты от несанкционированного доступа к ресурсам сети и устойчивость сети к преднамеренным разрушающим действиям.

Возможность масштабирования сети, заключающуюся в создании предпосылок наращивания размеров сети и вычислительной мощности.

Создание условий прозрачности работы сети необходимо с точки зрения администрирования сети. Означает возможность ведения постоянного мониторинга состояния сети в целом, отдельных ее частей и процессов с целью быстрого и эффективного обнаружения и устранения неисправностей в сети, предупреждения сбоев в работе.

Обеспечение совместимости работы сети с разными техническими и программными платформами.

В классификации по скорости передачи данных выделяют:

- низкоскоростные (до 10 Мбит/с);

- среднескоростные (10 Мбит/с-100 Мбит/с);

- высокоскоростные (от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с и выше).

Классификация по типу среды передачи данных разделяет сети на проводные (коаксиальные, на витой паре, волоконно-оптические) и беспроводные (радиоканалы и спутниковые каналы).

  1. Назначение локальных компьютерных сетей, их компоненты и топология

К локальным компьютерным сетям относятся сети, узлы которых располагаются на небольшом расстоянии друг от друга, обычно не дальше нескольких сотен метров. Примерами таких сетей могут служить сети отдельных предприятий и организаций, а также их структурных подразделений.

Основным назначением ЛВС является предоставление информационных, вычислительных и технических ресурсов подключенным к сети пользователям.

К характерным особенностям ЛВС относятся:

1. Компактное территориальное расположение узлов сети. Расстояние между узлами сети обычно не превышает нескольких сот метров.

2. В качестве среды передачи данных используется кабельная система. Беспроводные средства связи используются крайне редко.

3. В качестве узлов сети чаще всего используются персональные компьютеры. Мэйнфреймы используются в ЛВС специального назначения.

4. Методы доступа, топологии, компоненты ЛВС разнообразны, имеют высокую степень совместимости и гибкости применения, что позволяет разрабатывать сети любой сложности и архитектуры.

Классификация ЛВС. Характеристика отдельных видов ЛВС

Различные виды ЛВС выделяются по следующим признакам:

1. Технология функционирования сети. В зависимости от используемой технологии работы существуют сети Ethernet, Arcnet, Token Ring.

2. Топология построения ЛВС. По этому признаку различают сети с шинной, звездообразной, кольцевой и комбинированными топологиями построения.

3. Наличие или отсутствие сервера в сети. В зависимости от того, имеет ли ЛВС в своем составе выделенный сервер или все узлы сети равноправны различают иерархические и одноранговые сети.

4. В зависимости от типа среды передачи данных выделяют сети, построенные на основе коаксиального кабеля, витой пары, волоконно-оптического кабеля. Существуют также ЛВС, отдельные части которых используют разные типы кабелей.

При построении архитектуры ЛВС следует учитывать существующие зависимости между используемыми технологиями работы, топологиями сети и кабельной системой. Возможные сочетания этих элементов архитектуры определены соответствующими стандартами и спецификациями.

Отметим, что основными методами доступа при построении современных ЛВС являются высокоскоростные технологии Ethernet, которые называются, соответственно, Fast Ethernet (скорость передачи – 100 Мбит/с) и Gigabit Ethernet (скорость передачи 1Гбит/с).

Сервер

server

Коммутатор

Шины Ethernet



computr2

Коммутатор

Коммутатор

Коммутатор



computr2computr2computr2computr2computr2computr2computr2computr2

Рабочие станции сети

Рис. 5.10 ЛВС с технологией Ethernet в топологии «звезда».

Одноранговые ЛВС. В одноранговых ЛВС все компьютеры сети имеют равные права.

Ресурсы сети распределены равномерно между разными компьютерами сети. Любой из компьютеров может разделять ресурсы с любыми другими компьютерами ЛВС.

При этом компьютер сам управляет использованием ресурса, которым владеет. Это означает наличие возможности предоставления доступа к ресурсу в свободном режиме, по паролю авторизованным компьютерам, или запрещение доступа к ресурсу.

Распределение ресурсов требует наличия информации у каждого компьютера о местонахождении ресурсов сети и способов доступа к ним. Таким образом в одноранговой сети отсутствуют централизованное администрирование сетью и общее управление безопасностью ресурсов.

Компьютеры ЛВС во время предоставления ресурса сталкиваются с падением собственной производительности, в результате образования дополнительных затрат процессорного времени, памяти, загрузки внешних устройств, связанных с обслуживанием запросов сети.

В одноранговых ЛВС затруднена процедура резервного копирования данных, при которой необходимо копировать данные с разных компьютеров, повреждение кабеля приводит к остановке работы сети. Перечисленные недостатки одноранговых ЛВС усиливаются при увеличении числа узлов сети. Положительными сторонами являются простота и оперативность их установки, низкая стоимость оборудования и программного обеспечения. Для установки сети требуются только сетевые адаптеры, кабель и операционная система.

Сети с выделенным сервером. Сети с выделенным сервером, называемые еще иерархическими ЛВС, имеют в своем составе функционально ориентированные компьютеры. С технической точки зрения серверы оснащаются мощными многопроцессорными системами, обладающие увеличенным объемом оперативной памяти, высокоскоростными каналами обмена с внешними устройствами, RAID-системами хранения информации на жестких дисках с минимальным временем обращения к данным и т.д. Помимо специальных программных средств, обеспечивающих различные способы защиты данных и серверов от несанкционированного доступа, сервера размещают в специальных помещениях с контролируемым доступом.

К недостаткам сетей с выделенным сервером относятся более высокая их стоимость, сложность построения сети, необходимость постоянного мониторинга за состоянием сети и происходящих процессах, наличие персонала высокой квалификации.

Кабельное оборудование ЛВС. При выборе лучшей передающей среды для ЛВС следует учитывать следующие факторы: скорость передачи данных, возможность применения в конкретных сетевых архитектурах, расстояние между соседними сетевыми устройствами, устойчивость к помехам от внешних источников, стоимость кабеля, сложность установки и модернизации.

В ЛВС применяются три типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов (витая пара), коаксиальные кабели, волоконно-оптические кабели.

Витая пара существует в экранированном варианте, когда пара медных проводов заключается в изоляционный экран, и неэкранированном без изоляционной обертки. Скручивание проводов, а также наличие изоляционного экрана снижают влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Все кабели типа витой пары имеют 4 пары скрученных проводов и делятся на 5 категорий, каждая из которых характеризуется определенной совокупностью электромагнитных характеристик (5 категория позволяет передавать данные со скорость до 1 Гбит/с).

Коаксиальный кабель состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует два типа коаксиального кабеля, толстый коаксиальный кабель и тонкий. Толстый коаксиальный кабель достигает в диаметре 10 мм (скорость передачи данных не превышает 10 Мбит/с), тонкий – 5мм (достигает 100 Мбит/с). Поэтому тонкий коаксиальный кабель используется при прокладке ЛВС в агрессивной внешней среде с высоким уровнем воздействия радио- и электромагнитных волн.

Волоконно-оптический кабель состоит из одной или нескольких стеклянных или пластиковых жил (световодов), по которым распространяются световые сигналы. Жилы покрыты защитной поливинилхлоридной оболочкой. Этот тип кабеля обеспечивает наивысшую скорость передачи данных до 100 Гбит/с. По волоконно-оптическому кабелю можно одновременно передавать по нескольку световых волн. Волоконно-оптический кабель применяется в ЛВС в качестве магистральных каналов передачи данных благодаря высокой скорости передачи и малого затухания сигнала. К достоинствам волоконно-оптического кабеля следует также отнести сложность получения несанкционированного доступа к данным во время передачи и невосприимчивость кабеля к радио- и электромагнитным помехам. Недостатками применения являются его высокие стоимость и хрупкость, сложность монтажа, а также высокие требования к квалификации обслуживающего персонала.

Аппаратура ЛВС. Коммуникационное оборудование ЛВС предназначено для связи отдельных узлов в единую сеть, а также объединения множества сетей между собой. В состав коммуникационного оборудования входят сетевые адаптеры (контроллеры, карты), повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы.

Сетевые адаптеры физически соединяют компьютер или другое устройство (принтер, сканер и т.д.) с кабельной системой ЛВС. Конструктивно адаптер может быть интегрирован с другими устройствами системной платы компьютера или выполнен в виде отдельной платы, вставляемой в разъемы внутренней шины компьютера. Сетевой адаптер непосредственно взаимодействует со средой передачи данных ЛВС. Как и любой другой контроллер компьютера, сетевой адаптер работает под управлением специальной программы управления адаптером, называемой драйвером адаптера.

Повторители сигналов сети очищают получаемые сигналы от посторонних искажений, увеличивают мощность сигнала и возвращают сигнал в передающую среду. Повторители используются для увеличения протяженности среды передачи данных при связи двух соседних узлов сети.

Концентраторы или хабы (от англ. hub) являются многопортовыми устройствами, основной функцией которых является организация общих центров подключения кабелей, ведущих к отдельным узлам сети и обеспечение взаимодействия этих узлов с остальной сетью. Тем самым концентраторы позволяют большое количество компьютеров соединять в одну или несколько ЛВС. Концентраторы могут использоваться для объединения различных сегментов сети между собой и централизации общей архитектуры сети.

Коммутаторы предназначены для разделения сети на отдельные мелкие логические сегменты и дальнейшего упорядочивания обмена информации между ними путем перераспределения информационных потоков. Помимо этого коммутаторы используются для установления равномерного трафика загрузки каналов ЛВС, а также при создании ЛВС смешанной топологии, при которой возникают ситуации объединения сетей с разными методами доступа и различным кабельным оборудованием.

Мосты представляют собой устройства для соединения отдельных частей (сегментов) ЛВС. Каждая из соединяемых частей сети подключается по физическим каналам к входным и выходным портам моста. Мосты могут соединять части сети, использующие разные среды передачи данных, методы доступа. Часть функции мостов выполняют коммутаторы.

Маршрутизаторы в качестве сетевых коммуникационных устройств, обеспечивают связь между отдельными ЛВС, объединение ЛВС в корпоративную сеть, обмен информацией между ЛВС и глобальными сетями. Маршрутизатор одновременно работает с несколькими каналами, благодаря этому выбирается оптимальный маршрут следования пакета данных в разных сетях.

Под топологией вычислительной сети понимается изображение сети в виде графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети, отдельные виды сетевого оборудования, а ребрам – физические связи между ними.

Существуют три основные базовые топологии: шина (Bus), кольцо (Ring) и звезда (Star). Виды базовых топологий сетей приведены на рисунке

Общая шина

Звезда

Кольцо


Выбор топологии существенно влияет на многие характеристики сети.

В топологии «звезда» один узел является центральным. Он соединен линиями связи со всеми остальными узлами сети. Благодаря этому связь любой рабочей станции с центральным узлом независима от связей остальных станций. Основным преимуществом топологии «звезда» является обеспечение работоспособности сети, при выходе из строя отдельных рабочих станций и их соединений. В сетях с такой топологией проще обнаружить и устранить неисправности, связанные с работой отдельных узлов сети и линий передачи, наращивать масштаб сети за счет добавления новых компьютеров и менять их месторасположение. Топология «звезда» является наиболее быстродействующей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел по отдельным линиям. К недостаткам топологии следует отнести большой расход кабеля.

Кольцевая топология представляет собой непрерывную магистраль для передачи данных, не имеющую логической начальной или конечной точек. Каждый компьютер является частью кольца и получая данные, адресованные другому компьютеру, пересылает их по назначению. При такой топологии просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Однако продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в сеть. Ограничения на протяженность сети не существует при условии соблюдения разрешенного расстояния между двумя соседними узлами. Основная проблема использования кольцевой топологии состоит в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть становится неработоспособной. При этом неисправности линий связи легко локализуются и устраняются.

Шинная топология представляет собой наиболее простой способ установки сети. Она требует меньше оборудования, кабелей, времени на настройку, чем другие топологии. Физическая среда передачи состоит из единственного кабеля, называемого общей шиной, к которой подключаются все компьютеры сети. Недостатками являются подключение небольшого числа рабочих станций (не более 20) и полное прекращение работы сети при повреждении общего кабеля.

Наряду с перечисленными топологиями компьютерных сетей на практике применяются и различные виды комбинированных топологий, которые получаются в результате комбинаций базовых топологий. Комбинированные топологии образуются путем объединения ранее созданных и функционирующих компьютерных сетей в единую сеть, выполнения требований внешней среды, невозможности использования базовых топологий из-за географических особенностей расположения рабочих станций.

Помимо этого использование в сетях только базовых топологий, особенно шинной и кольцевой, накладывает ограничения на сеть по производительности и надежности. Это является следствием использования одной линии связи между узлами сети. Поэтому сети стали разбиваться на отдельные подсети, называемые сегментами сети, соединяемые между собой коммуникационными узлами, роль которых выполняют специальные сетевые устройства. Сегменты сети, в основе которых лежат базовые топологии, объединяясь между собой, образуют дополнительные параллельные линии связи между узлами.



Похожие документы:

  1. Литература Информатика в экономике: Учебное пособие (2)

    Литература
    ... информатики Литература 1. Информатика в экономике: Учебное пособие/Под ред. Б.Е. Одинцова, А.Н. Романова. – М.: Вузовский учебник, 2008. 2. Информатика: Базовый курс: Учебное пособие/Под ...
  2. Учебной литературы для студентов 1 курса

    Документ
    ... Практикум: Учебное пособие/ВЗФЭИ; Под ред. Н.Ш. Кремера.- М.: ЮНИТИ, 2007. Дополнительная литература: ... : Учебное пособие /Под ред. Карасева А.И., Кремера Н.Ш. - М.: ВЗФЭИ, 1989. 7. ИНФОРМАТИКА - Информатика в экономике: Учебное пособие/ ВЗФЭИ ...
  3. Учебно-методический комплекс по дисциплине имитационное моделирование экономических процессов для специальностей 351400 «Прикладная информатика в экономике»

    Учебно-методический комплекс
    ... »" для специальности "прикладная информатика в экономике". факультет экономический кафедра информационные ... источники. Основная литература. Береснева Н.А., Комарова А.В. Математические модели экономики: Учебное-методическое пособие. – Новосибирск: ...
  4. Учебное пособие Другие грифы 100 11. 9 Мичуринск: Изд-во мгпи 2

    Документ
    ... История зарубежной литературы ХХ века. Новейший период Учебное пособие Другие грифы ... Кузнецов А. А.* История экономики Учебное пособие Другие грифы 500 14.7 ... сельского хозяйства» «Прикладная информатика» Учебное пособие Гриф Научно-методического центра ...
  5. Учебное пособие 2001 г. Содержание предисловие Раздел Основные особенности международного экономического сотрудничества > Современное между3народное экономическое пространство Преимущества международных экономических отношений

    Документ
    ... толчок развитием электроники, информатики, ядреной энергетики и ... частности валютное и таможенное регулирование. Литература 1.Валюты стран мира. Справочник ... Налоги и налоговое планирование в мировой экономике. Учебное пособие. Изд-во «Полиус». СПб, ...

Другие похожие документы..