اجزای نرم افزاری و سخت افزاری سیستم ها. هدف اصلی یک شبکه کامپیوتری را مشخص کنید

در نتیجه بررسی حتی سطحی کار در شبکه، مشخص است که شبکه کامپیوتریمجموعه ای پیچیده از اجزای نرم افزاری و سخت افزاری به هم پیوسته و هماهنگ است. مطالعه شبکه به عنوان یک کل مستلزم مطالعه اصول عملیاتی عناصر فردی آن است که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1) کامپیوتر؛

2) تجهیزات ارتباطی؛

3) سیستم عامل؛

4) برنامه های کاربردی شبکه

تمام سخت افزار و نرم افزار شبکه را می توان با یک مدل چند لایه توصیف کرد. اولین لایه، لایه سخت افزاری پلتفرم های کامپیوتری استاندارد شده است. در حال حاضر، رایانه‌های کلاس‌های مختلف به طور گسترده و با موفقیت در شبکه‌ها استفاده می‌شوند - از رایانه‌های شخصی گرفته تا رایانه‌های بزرگ و ابر رایانه‌ها. مجموعه کامپیوترهای موجود در شبکه باید با مجموعه وظایف متنوعی که شبکه حل می کند مقایسه شود.

لایه دوم نشان دهنده تجهیزات ارتباطی است. اگرچه رایانه‌ها عناصر اصلی پردازش اطلاعات در شبکه‌ها هستند، دستگاه‌های ارتباطی اکنون نقش بزرگ‌تری را ایفا می‌کنند، به عنوان مثال. سیستم های کابلی، تکرار کننده ها، پل ها، سوئیچ ها، روترها و هاب های مدولار. در حال حاضر دستگاه ارتباطیممکن است یک چند پردازنده پیچیده و تخصصی باشد که باید پیکربندی، بهینه سازی و مدیریت شود. برای ایجاد تغییراتی در اصول عملیاتی تجهیزات ارتباطی، مطالعه پروتکل‌های متعدد مورد استفاده در شبکه‌های محلی و گسترده ضروری است.

تشکیل لایه سوم پلت فرم نرم افزاریشبکه یک سیستم عامل است. نوع مفاهیم مدیریت منابع محلی و توزیع شده که اساس سیستم عامل شبکه را تشکیل می دهد، کارایی کل شبکه را تعیین می کند. هنگام طراحی یک شبکه، باید در نظر داشته باشید که این سیستم تا چه حد می تواند با سایر سیستم عامل های موجود در شبکه تعامل داشته باشد، تا چه اندازه می تواند امنیت و امنیت داده ها را تضمین کند و تا چه حد به شما امکان می دهد تعداد کاربران را افزایش دهید.

چهارمین لایه بالای ابزارهای شبکه شامل برنامه های کاربردی شبکه مختلف مانند پایگاه های داده شبکه، سیستم های پستی، ابزارهای بایگانی داده ها، سیستم های اتوماسیون همکاری و غیره می شود. دانستن طیف وسیعی از قابلیت هایی که برنامه ها برای حوزه های مختلف کاربردی ارائه می دهند نیز مهم است. زیرا با سایر برنامه های کاربردی شبکه و سیستم عامل ها سازگار هستند.

انواع شبکه های محلی

برای اتصال دو کامپیوتر به یکدیگر، آنها را با یک دستگاه مخصوص متصل می کنند کابل مودم نال. این کابلبا کامپیوتر خاموش متصل شوید و برای هر روش اتصال باید از نوع دیگری از کابل استفاده کنید.

اگر از اتصال مستقیم رایانه شخصی استفاده شود، دو نوع تعامل آنها وجود دارد:

1) دسترسی مستقیم، که در آن فقط انتقال اطلاعات از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر امکان پذیر است.

2) کنترل از راه دور، که در آن امکان اجرای یک برنامه واقع در رایانه دیگر وجود دارد.

در دسترسی مستقیمیکی از کامپیوترها Master است و دومی Slave. کاربر عملکرد رایانه های متصل به هم را از رایانه میزبان کنترل می کند. انجام عملیات مقدماتی زیر مهم است:

نصب اجزای نرم افزار Client، Protocol، Services.

نصب فایل شبکه مایکروسافت و سرویس دسترسی به چاپگر. پرچم باید در رایانه ای که منابع را فراهم می کند بررسی شود. فایل ها از این کامپیوترمی توان مشترک ساخت؛

ارائه دسترسی در سطح منابع؛

تعریف به عنوان منابع مشترک سرور PC شرکت کننده در تبادل.

اتصال از یک کامپیوتر مشتری به منابع اطلاعاتی مشترک.

تمام اقدامات روی فرمان اتصال مستقیم توسط جادوگر اتصال مستقیم با استفاده از پنجره های گفتگوی اتصال مستقیم متوالی انجام می شود. این پنجره ها نشان می دهد که کدام کامپیوتر Slave و کدام Master است. پورت مورد استفاده برای ارتباط؛ رمز ورود استفاده شده

در آخرین پنجره Direct Connection، اگر پارامترها به درستی تنظیم شده باشند، باید روی دکمه Receive commands در رایانه اصلی و روی دکمه Control در رایانه Slave کلیک کنید. پس از این، کامپیوتر اصلی می تواند از منابع مشترک Slave و کل استفاده کند شبکه محلی، اگر کامپیوتر برده به شبکه متصل باشد.

در کنترل از راه دورسرور مانند ادامه مشتری است. طرح همگام سازی اولیه شامل مراحل زیر است:

1) ترکیب کامپیوترهای رومیزی و لپ تاپ. رایانه رومیزی باید رایانه اصلی باشد و پوشه های حاوی فایل های لازم باید به اشتراک گذاشته شوند.

2) کپی کردن فایل ها از یک کامپیوتر رومیزی به یک قابل حمل در پوشه Portfolio.

3) جدا کردن لپ تاپ از دسکتاپ و ویرایش بیشتر فایل ها در پوشه Portfolio.

4) اتصال مجدد رایانه لپ تاپ به رایانه رومیزی که در ابتدا از آن به پوشه Briefcase کپی شده اند. فایل های منبع. در این حالت، رایانه لپ‌تاپ باید برده باشد و پوشه‌های حاوی فایل‌های منبع روی رایانه رومیزی باید به اشتراک گذاشته شوند.

5) باز کردن پوشه Briefcase و اجرای دستور Briefcase/Update. اگر فایل های منبع در طول دوره گذشته بدون تغییر باقی مانده باشند، همه فایل های تغییر یافته در پوشه Portfolio به طور خودکار به جای فایل های اصلی کپی می شوند. برای فایل های اصلاح شده در رایانه رومیزی، یک هشدار صادر می شود، پس از آن باید یکی از اقدامات زیر را انتخاب کنید:

به روز رسانی در لپ تاپ؛

به روز رسانی در رایانه رومیزی؛

لغو هر به روز رسانی

با استفاده از دستور Portfolio/Update، می توانید نه همه اشیا، بلکه فقط گروهی از فایل های علامت گذاری شده در پوشه را همگام سازی کنید.

مبحث 6

شبکه های اینترنتی

ظهور اینترنت

در سال 1962، دی. شبکه کهکشانی). این بر اساس این ادعا بود که در آینده نزدیک یک شبکه جهانی از کامپیوترهای متصل به هم ایجاد خواهد شد که به هر کاربر اجازه می دهد تا به سرعت به داده ها و برنامه های موجود در هر رایانه دسترسی داشته باشد. این ایده آغاز توسعه اینترنت بود.

در سال 1966، در دارپا، ال رابرتز کار بر روی مفهوم شبکه کامپیوتری را آغاز کرد و طرح ARPANET به زودی ظاهر شد. در همان زمان، پروتکل های اصلی برای انتقال داده ها در شبکه - TCP / IP - ایجاد شد. بسیاری از سازمان های دولتی و خصوصی می خواستند از ARPANET برای انتقال روزانه داده ها استفاده کنند. به همین دلیل، ARPANET در سال 1975 از یک شبکه آزمایشی به یک شبکه فعال تبدیل شد.

در سال 1983 اولین استاندارد برای پروتکل های TCP/IP ایجاد و به طور رسمی پیاده سازی شد که در استانداردهای نظامی (MIL STD) گنجانده شد. دارپا به منظور تسهیل در گذار به استانداردهای جدید، پیشنهادی را به مدیران این شرکت ارائه کرد طراحی نرم افزار برکلیدر مورد پیاده سازی پروتکل های TCP/IP در یونیکس برکلی (BSD). پس از مدتی، پروتکل TCP/IP به یک استاندارد رایج (عمومی) بازنگری شد و اصطلاح "اینترنت" شروع به استفاده کرد. در همان زمان MILNET از ARPANET جدا شد و پس از آن MILNET بخشی از شبکه داده دفاعی (DDN) وزارت دفاع ایالات متحده شد. پس از این، اصطلاح "اینترنت" شروع به استفاده برای اشاره کرد شبکه یکپارچه: MILNET plus ARPANET.

در سال 1991، شبکه ARPANET وجود نداشت. اما اینترنت در حال حاضر وجود دارد و در حال توسعه است. علاوه بر این، ابعاد آن بسیار بزرگتر از ابعاد اصلی است.

تاریخچه توسعه اینترنت را می توان به پنج مرحله تقسیم کرد:

1) 1945-1960 - ظهور آثار نظری در مورد تعامل متقابل بین انسان و ماشین و همچنین اولین ابزارهای تعاملی و کامپیوترها;

2) 1961-1970 - آغاز توسعه اصول فنی سوئیچینگ بسته، معرفی ARPANET.

3) 1971-1980 - افزایش تعداد گره های ARPANET به چندین ده، نصب خطوط کابلی ویژه که برخی از گره ها را به هم متصل می کند، شروع به کار پست الکترونیک;

4) 1981-1990 - اجرای پذیرش پروتکل TCP/IP، تقسیم به ARPANET و MILNET، معرفی سیستم نام دامنه - سیستم نام دامنه (DNS).

5) 1991-2007 - آخرین مرحله در توسعه تاریخ اینترنت جهانی.

قابلیت های اینترنت

اینترنت یک شبکه کامپیوتری جهانی است که تمام جهان را پوشش می دهد و حاوی حجم عظیمی از اطلاعات در مورد هر موضوعی است که به صورت تجاری در دسترس همگان است. در اینترنت علاوه بر دریافت خدمات اطلاعاتی، می توانید خرید و تراکنش های تجاری، پرداخت قبوض، سفارش بلیط انواع حمل و نقل، رزرو هتل و ... را انجام دهید.

هر شبکه محلی است گره،یا سایت اینترنتی.شخص حقوقی که عملکرد سایت را تضمین می کند نامیده می شود ارائه دهنده.این سایت شامل چندین کامپیوتر است - سرورها،برای ذخیره اطلاعات از نوع خاصی و در قالب خاصی استفاده می شود. به هر سایت و سرور در سایت، نام های منحصر به فردی اختصاص داده می شود که با آنها در اینترنت شناسایی می شوند.

برای اتصال به اینترنت، کاربر باید با هر یک از ارائه دهندگان موجود در منطقه خود قرارداد خدمات منعقد کند. برای شروع کار در شبکه، باید به وب سایت ارائه دهنده متصل شوید. ارتباط با ارائه دهنده یا از طریق یک کانال تلفن شماره گیری با استفاده از مودم یا با استفاده از یک کانال اختصاصی دائمی انجام می شود. هنگام اتصال به یک ارائه دهنده از طریق یک خط تلفن شماره گیری، ارتباط با استفاده از یک مودم و ابزار انجام می شود. دسترسی از راه دور. اگر ارتباط با ارائه دهنده از طریق یک کانال اختصاصی دائمی انجام شود، از یک تماس ساده با برنامه مناسب برای کار در اینترنت استفاده می شود. فرصت های موجود برای کاربر توسط شرایط قرارداد منعقد شده با ارائه دهنده تعیین می شود.

با استفاده از کلید واژه هادر سراسر اینترنت، هر سیستم اطلاعاتی ابزارهای جستجوی خاص خود را دارد اطلاعات لازم. شبکه شامل موارد زیر است سیستم های اطلاعاتی:

1) جهان وب گسترده(WWW) - شبکه جهانی اطلاعات. اطلاعات در این سیستم از صفحات (اسناد) تشکیل شده است. با استفاده از WWW می توانید فیلم تماشا کنید، به موسیقی گوش دهید، بازی کنید بازی های کامپیوتری، با انواع مختلف تماس بگیرید منابع اطلاعاتی;

2) سیستم FTR ( انتقال فایلبرنامه). برای انتقال فایل هایی که فقط پس از کپی کردن در دسترس هستند استفاده می شود کامپیوتر خودکاربر؛

3) پست الکترونیکی (ایمیل). هر مشترک خود را دارد آدرس ایمیلبا " توسط صندوق پستی" تا حدودی مشابه آدرس پستی است. با استفاده از ایمیل، کاربر قادر به ارسال و دریافت است پیام های متنیو فایل های باینری از هر نوع؛

4) اخبار (سیستم کنفرانس تلفنی - از گروه های خبری نت استفاده کنید). این سرویس شامل مجموعه ای از اسناد است که بر اساس موضوعات خاص گروه بندی شده اند.

5) IRC و ICQ. با استفاده از این سیستم ها، اطلاعات در زمان واقعی رد و بدل می شود. این توابع در سیستم ویندوزتوسط برنامه MS NetMeeting انجام می شود که به شما امکان می دهد تصاویر مشترک ایجاد کنید و متن را به همراه سایر کاربران در ایستگاه های کاری راه دور اضافه کنید.

ابزارهای جستجو، مدیریت و کنترل اینترنتی عبارتند از:

سیستم های جستجوی WWW - برای جستجوی اطلاعات سازماندهی شده در یکی از روش های فوق (WWW، FTR) استفاده می شود.

حالت Telnet کنترل از راه دورهر رایانه ای در شبکه که برای اجرای برنامه لازم روی سرور یا هر رایانه ای در اینترنت استفاده می شود.

رسمی برنامه پینگ- به شما امکان می دهد کیفیت ارتباط با سرور را بررسی کنید.

برنامه های Whois و Finger برای یافتن مختصات کاربران شبکه یا تعیین کاربرانی که در حال حاضر روی یک میزبان خاص کار می کنند استفاده می شود.

تعریف شبکه کامپیوتری

سخنرانی 7. محلی و شبکه های جهانیکامپیوتر.

شبکه کامپیوتری (کامپیوتری).- سیستم پیچیده ای از اجزای نرم افزاری و سخت افزاری که با یکدیگر مرتبط هستند. وظایف اصلی انواع شبکه های کامپیوتری به شرح زیر است:

1) تامین اشتراک گذاریمنابع شبکه سخت افزاری و نرم افزاری؛

2) تأمین اشتراک گذاریبه منابع داده

اجزای سخت افزاری شبکه عبارتند از:

کامپیوترها (ایستگاه های کاری و سرورها)؛

تجهیزات ارتباطی (سیستم های کابلی، هاب ها، تکرار کننده ها، روترها، پل ها و غیره).

ایستگاه های کاری- اینها کامپیوترهای کاربر متصل به شبکه هستند. با توجه به در دسترس بودن دیسک محلیدو نوع ایستگاه کاری وجود دارد:

1) ایستگاه کاری با دیسک محلی - سیستم عاملچکمه های این دیسک،

2) ایستگاه کاری بدون دیسک - سیستم عامل از دیسک سرور شبکه بارگیری می شود و برنامه بوت در تراشه آداپتور شبکه ذخیره می شود.

سه راه اصلی برای اتصال به شبکه وجود دارد:

اتصال مستقیم به سیستم کابل شبکه از طریق کارت آداپتور شبکه (این مطمئن ترین و سریع ترین روش است، اما فقط برای شبکه های متمرکز در یک منطقه کوچک استفاده می شود)

اتصال ایستگاه از طریق یک خط اختصاصی (غیر سوئیچ)

اتصال ایستگاه از طریق خط شماره گیری (مثلاً تلفن).

سرور شبکه - یک کامپیوتر شبکه برای ارائه خدمات خاص به کاربران شبکه. بر اساس عملکردهایی که انجام می دهند، گروه های زیر از سرورها اغلب متمایز می شوند:

سرور فایل- یک کامپیوتر با ظرفیت زیاد فضای دیسک، برای ذخیره، آرشیو داده ها، هماهنگی تغییرات داده های ایجاد شده توسط کاربران مختلف و انتقال داده ها استفاده می شود.

سرور پایگاه داده- یک کامپیوتر شبکه ای که وظایف ذخیره، پردازش و مدیریت فایل های پایگاه داده را با هماهنگی اشتراک گذاری آنها و محدودیت دسترسی کاربر انجام می دهد.

سرور کپی رزرو کنیدداده ها- دستگاهی برای ایجاد، ذخیره و بازیابی کپی از داده های موجود در رایانه های شبکه.

سرور برنامه های کاربردی – کامپیوتر قدرتمند، که برنامه های کاربردی کاربران بر اساس درخواست آنها اجرا می شوند.

عناصر اصلی تجهیزات ارتباطی خدمت:

1) تکرار کننده ها(شکاف، HUB)، تقویت یا تولید مجدد سیگنال دریافتی در آن و رله آن به ورودی های دیگر بخش های شبکه. با اتصال بخش های مختلف شبکه با بسیاری از رایانه ها، تکرار کننده ها به طور همزمان تنها دو ایستگاه کاری را به هم متصل می کنند.

2) تعویض(سوئیچ) - دستگاهی برای ترکیب بخش های شبکه، اما بر خلاف یک تکرار کننده، قادر به پشتیبانی از تبادل همزمان داده بین چندین جفت ایستگاه کاری از بخش های مختلف است.

3) روتر(روتر) - دستگاهی که شبکه های یک یا انواع متفاوتبا استفاده از یک پروتکل تبادل داده روترها با تجزیه و تحلیل آدرس های فرستنده و گیرنده، داده ها را در مسیر بهینه انتخاب شده ارسال می کنند.

4) دروازه(دروازه) - دستگاهی برای سازماندهی تبادل داده بین شبکه ها با پروتکل های مختلف تبادل داده.

به اجزای نرم افزار عبارتند از:

- سیستم عامل های شبکه، برای کنترل کار طراحی شده است شبکه کامپیوترها,

- برنامه های کاربردی شبکه– بسته های نرم افزاری که قابلیت های سیستم عامل های شبکه را گسترش می دهند پست کننده ها، سیستم های کار گروهی و غیره).

حتی در نتیجه یک بررسی نسبتاً سطحی شبکه، مشخص می شود که یک شبکه کامپیوتری مجموعه پیچیده ای از اجزای نرم افزاری و سخت افزاری به هم پیوسته و هماهنگ است. مطالعه شبکه به عنوان یک کل مستلزم آگاهی از اصول عملیاتی عناصر فردی آن است:

کامپیوتر؛

تجهیزات ارتباطی؛

سیستم های عامل؛

برنامه های کاربردی شبکه

کل مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری شبکه را می توان با یک مدل چند لایه توصیف کرد. در قلب هر شبکه یک لایه سخت افزاری از پلتفرم های استاندارد کامپیوتری قرار دارد. در حال حاضر، کامپیوترهای کلاس های مختلف به طور گسترده و با موفقیت در شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند - از رایانه های شخصی گرفته تا رایانه های بزرگ و ابر رایانه ها. مجموعه کامپیوترهای موجود در شبکه باید با انواع وظایف حل شده توسط شبکه مطابقت داشته باشد.

لایه دوم تجهیزات ارتباطی است. اگرچه رایانه‌ها در پردازش داده‌ها در شبکه‌ها نقش محوری دارند، دستگاه‌های ارتباطی اخیراً نقشی به همان اندازه مهم بازی می‌کنند. سیستم‌های کابل‌کشی، تکرارکننده‌ها، پل‌ها، سوئیچ‌ها، روترها و هاب‌های مدولار از اجزای شبکه کمکی به اجزای اصلی، همراه با رایانه‌ها و سیستم تبدیل شده‌اند. نرم افزارهم از نظر تاثیر بر عملکرد شبکه و هم هزینه. امروزه یک دستگاه ارتباطی ممکن است یک چند پردازنده پیچیده و تخصصی باشد که باید پیکربندی، بهینه سازی و مدیریت شود. یادگیری نحوه عملکرد تجهیزات ارتباطی مستلزم آشنایی با تعداد زیادی از پروتکل های مورد استفاده در شبکه های محلی و گسترده است.

لایه سومی که بستر نرم افزار شبکه را تشکیل می دهد، سیستم عامل ها (OS) است. کارایی کل شبکه بستگی به این دارد که کدام مفاهیم برای مدیریت منابع محلی و توزیع شده اساس سیستم عامل شبکه را تشکیل می دهند. هنگام طراحی یک شبکه، مهم است که در نظر بگیرید که یک سیستم عامل معین چقدر می تواند با سایر سیستم عامل های موجود در شبکه تعامل داشته باشد، چقدر برای داده ها ایمن و ایمن است، تا چه حد می تواند تعداد کاربران را افزایش دهد، آیا می تواند به نوع دیگری از رایانه منتقل شود، و بسیاری ملاحظات دیگر.

بالاترین لایه ابزارهای شبکه، برنامه های مختلف شبکه هستند، مانند پایگاه های داده شبکه، سیستم های پست، ابزارهای بایگانی داده ها، سیستم های اتوماسیون همکاری و غیره. درک طیف وسیعی از قابلیت های ارائه شده توسط برنامه های کاربردی برای حوزه های مختلف برنامه و همچنین بسیار مهم است. تا بدانند چقدر با سایر برنامه های کاربردی شبکه و سیستم عامل ها سازگار هستند.

ساده ترین حالت تعامل بین دو کامپیوتر

در ساده ترین حالت، تعامل رایانه ها را می توان با استفاده از همان ابزارهایی که برای تعامل رایانه با تجهیزات جانبی استفاده می شود، به عنوان مثال، از طریق رابط سریال RS-232C، تحقق بخشید. بر خلاف تعامل یک کامپیوتر با یک دستگاه جانبی، زمانی که یک برنامه معمولاً فقط در یک طرف کار می کند - سمت کامپیوتر - در این حالت بین دو برنامه در حال اجرا در هر کامپیوتر تعامل وجود دارد.

برنامه ای که روی یک رایانه اجرا می شود نمی تواند به منابع رایانه دیگری - دیسک ها، فایل ها، چاپگر آن دسترسی مستقیم پیدا کند. او فقط می تواند از برنامه در حال اجرا بر روی رایانه ای که این منابع به آن تعلق دارد، "پرسش کند". این "درخواست ها" به این صورت بیان می شوند پیام هااز طریق کانال های ارتباطی بین رایانه ها منتقل می شود. پیام‌ها نه تنها می‌توانند شامل دستوراتی برای انجام اقدامات خاص، بلکه داده‌های اطلاعات واقعی (مثلاً محتوای یک فایل) باشند.

موردی را در نظر بگیرید که کاربر با آن کار می کند ویرایشگر متندر رایانه شخصی A، باید بخشی از فایلی را که روی دیسک قرار دارد بخوانید کامپیوتر شخصیب (شکل 4). بیایید فرض کنیم که ما این رایانه ها را از طریق یک کابل ارتباطی از طریق درگاه های COM متصل کرده ایم، که همانطور که مشخص است، رابط RS-232C را پیاده سازی می کند (به چنین اتصالی اغلب مودم تهی گفته می شود). برای اطمینان، اجازه دهید کامپیوترها MS-DOS را اجرا کنند، اگرچه این در این مورد اهمیت اساسی ندارد.

برنج. 4.تعامل بین دو کامپیوتر

درایور پورت COM همراه با کنترلر پورت COM تقریباً به همان روشی کار می کند که در مورد تعامل بین واحد کنترل و رایانه ای که در بالا توضیح داده شد. اما در این حالت نقش دستگاه کنترل PU توسط کنترلر و درایور پورت COM کامپیوتر دیگری انجام می شود. آنها با هم انتقال یک بایت اطلاعات را از طریق کابل بین رایانه ها تضمین می کنند. (در شبکه های محلی "واقعی"، عملکردهای مشابه انتقال داده به خط ارتباطی توسط آداپتورهای شبکه و درایورهای آنها انجام می شود.)

درایور کامپیوتر B به صورت دوره‌ای علامت تکمیل دریافت را که توسط کنترلر تنظیم شده است، زمانی که داده‌ها به درستی منتقل می‌شوند، نظرسنجی می‌کند، و هنگامی که ظاهر می‌شود، بایت دریافتی را از بافر کنترل‌کننده در RAM می‌خواند و در نتیجه آن را در اختیار برنامه‌های کامپیوتر B قرار می‌دهد. در برخی موارد، درایور به صورت ناهمزمان با وقفه هایی از کنترلر فراخوانی می شود.

بنابراین، برنامه های کامپیوترهای A و B دارای ابزاری برای انتقال یک بایت اطلاعات هستند. اما وظیفه در نظر گرفته شده در مثال ما بسیار پیچیده تر است، زیرا لازم است نه یک بایت، بلکه بخش خاصی از یک فایل داده شده را منتقل کنید. تمام مشکلات اضافی مرتبط با این باید توسط برنامه های سطح بالاتر نسبت به درایورهای پورت COM حل شود. برای قطعیت، چنین برنامه هایی از رایانه های A و B را به ترتیب برنامه A و برنامه B می نامیم. بنابراین، برنامه A باید یک پیام درخواست برای برنامه B ایجاد کند. درخواست باید نام فایل، نوع عملیات (در این مورد، خواندن)، افست و اندازه ناحیه فایل حاوی داده های مورد نیاز را مشخص کند.

برای انتقال این پیام به رایانه B، برنامه A با درایور پورت COM تماس می گیرد و آدرس را در RAM به آن می گوید، جایی که راننده پیام را پیدا می کند و سپس آن را بایت به بایت به برنامه B ارسال می کند. برنامه B پس از دریافت درخواست، آن را اجرا می کند. ، یعنی آن را با استفاده از ابزارهای سیستم عامل محلی، ناحیه مورد نیاز فایل را از دیسک به منطقه بافر آن می خواند. حافظه دسترسی تصادفیو سپس با استفاده از درایور پورت COM، داده های خوانده شده را از طریق یک کانال ارتباطی به کامپیوتر A منتقل می کند و در آنجا به برنامه A می رسد.

توابع توصیف شده برنامه A می تواند توسط خود برنامه ویرایشگر متن انجام شود، اما گنجاندن این توابع در هر برنامه کاربردی - ویرایشگرهای متن، ویرایشگرهای گرافیکی، سیستم های مدیریت پایگاه داده و سایر برنامه هایی که نیاز به دسترسی به فایل ها دارند، چندان منطقی نیست. ایجاد یک ویژه بسیار سودآورتر است ماژول نرم افزار، که عملکرد تولید پیام درخواست و دریافت نتایج را برای همه برنامه های موجود در رایانه انجام می دهد. همانطور که قبلا ذکر شد، چنین ماژول خدماتی مشتری نامیده می شود. در سمت رایانه B، ماژول دیگری باید کار کند - سروری که دائماً منتظر درخواست دسترسی از راه دور به پرونده های واقع در دیسک این رایانه است. سرور با دریافت درخواست از شبکه، به فایل محلی دسترسی پیدا می کند و اقدامات مشخص شده را با آن، احتمالاً با مشارکت سیستم عامل محلی، انجام می دهد.

سرویس گیرنده نرم افزار و سرور عملکردهای سیستمی را برای سرویس دهی درخواست های برنامه های کاربردی در رایانه A برای دسترسی از راه دور به فایل ها در رایانه B انجام می دهند. برای اینکه برنامه های کاربردی در رایانه B بتوانند از فایل ها در رایانه A استفاده کنند، طرح توصیف شده باید به طور متقارن تکمیل شود. یک کلاینت برای کامپیوتر B و یک سرور برای کامپیوتر A.

نمودار تعامل کلاینت و سرور با برنامه ها و سیستم عامل در شکل 1 نشان داده شده است. 5. علیرغم اینکه ما یک طرح ارتباطی سخت افزاری بسیار ساده برای رایانه ها در نظر گرفته ایم، عملکرد برنامه هایی که دسترسی به فایل های راه دور را فراهم می کنند بسیار شبیه به عملکرد ماژول های یک سیستم عامل شبکه است که در شبکه ای با اتصالات سخت افزاری پیچیده تر کار می کند. از کامپیوترها

برنج. 5.تعامل اجزای نرم افزار هنگام اتصال دو کامپیوتر

بسیار راحت و عملکرد مفیدبرنامه مشتری توانایی تشخیص درخواست به است فایل از راه دوراز یک درخواست به یک فایل محلی اگر برنامه کلاینت بتواند این کار را انجام دهد، برنامه های کاربردی لازم نیست به فایلی که با کدام فایل کار می کنند (محلی یا راه دور) اهمیت دهند، خود برنامه کلاینت تشخیص می دهد و تغییر مسیر می دهددرخواست به دستگاه از راه دور از این رو این نام اغلب برای بخش مشتری یک سیستم عامل شبکه استفاده می شود - تغییر مسیر. گاهی اوقات توابع شناسایی به یک ماژول نرم افزاری جداگانه جدا می شوند، در این مورد، کل بخش مشتری به نام Redirector نامیده می شود.

همراه با عملیات خودمختارافزایش قابل توجهی در کارایی استفاده از رایانه ها با ترکیب آنها در شبکه های رایانه ای حاصل می شود.

شبکه کامپیوتری در معنای وسیع کلمه به هر مجموعه ای از کامپیوترها اطلاق می شود که از طریق کانال های ارتباطی برای انتقال داده ها به یکدیگر متصل می شوند.

چندین دلیل خوب برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر در شبکه وجود دارد. اول، اشتراک منابع به چندین رایانه یا دستگاه های دیگر اجازه می دهد تا دسترسی به یک دیسک واحد (سرور فایل)، درایو CD-ROM، درایو نوار، چاپگرها، پلاترها، اسکنرها و سایر تجهیزات را به اشتراک بگذارند که هزینه هر کاربر را کاهش می دهد.

ثانیا، علاوه بر اشتراک گذاری دستگاه های جانبی گران قیمت، می توان به طور مشابه از نسخه های شبکه نرم افزار کاربردی استفاده کرد. ثالثاً، شبکه های رایانه ای اشکال جدیدی از تعامل بین کاربران در یک تیم را فراهم می کنند، به عنوان مثال، هنگام کار بر روی یک پروژه مشترک.

چهارم، استفاده از آن امکان پذیر می شود وجوه عمومیاتصالات بین سیستم های کاربردی مختلف (خدمات ارتباطی، انتقال داده و ویدئو، گفتار و غیره). سازماندهی پردازش داده های توزیع شده از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در مورد ذخیره سازی متمرکز اطلاعات، فرآیندهای اطمینان از یکپارچگی آن و همچنین پشتیبان گیری به طور قابل توجهی ساده شده است.

2. نرم افزار و اجزای سخت افزاری اصلی شبکه

شبکه کامپیوتریمجموعه پیچیده ای از قطعات نرم افزاری و سخت افزاری به هم پیوسته و هماهنگ است.

مطالعه شبکه به عنوان یک کل مستلزم آگاهی از اصول عملیاتی عناصر فردی آن است:

کامپیوترها؛

تجهیزات ارتباطی؛

سیستم های عامل؛

برنامه های کاربردی شبکه

کل مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری شبکه را می توان با یک مدل چند لایه توصیف کرد. در قلب هر شبکه یک لایه سخت افزاری از پلتفرم های استاندارد کامپیوتری قرار دارد، یعنی. سیستم کاربر نهایی شبکه که می تواند یک کامپیوتر یا یک دستگاه پایانه (هر ورودی/خروجی یا دستگاه نمایش اطلاعات) باشد. گاهی اوقات کامپیوترهای روی گره های شبکه را ماشین های میزبان یا به سادگی میزبان می نامند.

در حال حاضر، کامپیوترهای کلاس های مختلف به طور گسترده و با موفقیت در شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند - از رایانه های شخصی گرفته تا رایانه های بزرگ و ابر رایانه ها. مجموعه کامپیوترهای موجود در شبکه باید با انواع وظایف حل شده توسط شبکه مطابقت داشته باشد.

لایه دوم تجهیزات ارتباطی است. اگرچه رایانه‌ها در پردازش داده‌ها در شبکه‌ها نقش محوری دارند، دستگاه‌های ارتباطی اخیراً نقشی به همان اندازه مهم بازی می‌کنند.

سیستم‌های کابل‌کشی، تکرارکننده‌ها، پل‌ها، سوئیچ‌ها، روترها و هاب‌های مدولار از اجزای جانبی شبکه به اجزای ضروری تبدیل شده‌اند، همراه با رایانه‌ها و نرم‌افزارهای سیستم، هم تأثیرشان بر عملکرد شبکه و هم هزینه. امروزه یک دستگاه ارتباطی ممکن است یک چند پردازنده پیچیده و تخصصی باشد که باید پیکربندی، بهینه سازی و مدیریت شود.

هنگام طراحی یک شبکه، مهم است که در نظر بگیرید که یک سیستم عامل معین چقدر می تواند با سایر سیستم عامل های موجود در شبکه تعامل داشته باشد، چقدر برای داده ها ایمن و ایمن است، تا چه حد می تواند تعداد کاربران را افزایش دهد، آیا می تواند به نوع دیگری از رایانه منتقل شود، و بسیاری ملاحظات دیگر.

بالاترین لایه ابزارهای شبکه، برنامه های مختلف شبکه هستند، مانند پایگاه های داده شبکه، سیستم های پست الکترونیکی، ابزارهای آرشیو داده ها، سیستم های اتوماسیون کار تیمی و غیره.

درک طیف وسیعی از قابلیت هایی که برنامه ها برای برنامه های مختلف ارائه می دهند و میزان سازگاری آنها با سایر برنامه های کاربردی شبکه و سیستم عامل ها بسیار مهم است.

هدف و شرح مختصری ازاجزای اصلی شبکه های کامپیوتری

شبکه کامپیوتریبه مجموعه ای از کامپیوترهای به هم پیوسته و توزیع شده در یک قلمرو خاص گفته می شود.

شبکه کامپیوتری- یک مجموعه محاسباتی که شامل یک سیستم توزیع جغرافیایی از رایانه ها و پایانه های آنها در یک سیستم واحد است.

با توجه به میزان توزیع جغرافیایی، شبکه های کامپیوتری به محلی، شهری، شرکتی، جهانی و غیره تقسیم می شوند.

شبکه کامپیوتری از سه جزء تشکیل شده است:

شبکه های انتقال داده، از جمله کانال های انتقال داده و امکانات سوئیچینگ؛

کامپیوترهای متصل به شبکه داده؛

نرم افزار شبکه

شبکه کامپیوتری- این یک مجموعه پیچیده است اجزای نرم افزاری و سخت افزاری به هم پیوسته:

کامپیوترها(کامپیوترهای میزبان، کامپیوترهای شبکه، ایستگاه های کاری، سرورها) واقع در گره های شبکه؛

سیستم عامل شبکه و نرم افزار کاربردی, مدیریت کامپیوتر;

تجهیزات ارتباطی- تجهیزات و کانال های انتقال داده با دستگاه های جانبی همراه؛ کارت های رابط و دستگاه ها (کارت های شبکه، مودم)؛ روترها و دستگاه های سوئیچینگ

نرم افزار و قطعات سخت افزاری یک شبکه کامپیوتری

شبکه کامپیوتری- یک سیستم توزیع شده از اجزای نرم افزاری و سخت افزاری که توسط خطوط ارتباطی کامپیوتری به هم متصل شده اند.

در میان سخت افزارکامپیوتر و تجهیزات ارتباطی را می توان متمایز کرد. اجزای نرم افزار از سیستم عامل ها و برنامه های کاربردی شبکه تشکیل شده است.

در حال حاضر کامپیوترها از انواع و کلاس های مختلف با ویژگی های مختلف. این اساس هر شبکه کامپیوتری است. کامپیوترها و ویژگی های آنها تعیین کننده قابلیت های یک شبکه کامپیوتری است. اما اخیراً تجهیزات ارتباطی (سیستم های کابلی، تکرار کننده ها، پل ها، روترها و غیره) به همان اندازه نقش مهمی ایفا کرده اند. برخی از این دستگاه ها را با توجه به پیچیدگی، هزینه و سایر ویژگی هایشان می توان رایانه هایی نامید که وظایف بسیار خاصی را برای اطمینان از عملکرد شبکه ها حل می کنند.

برای کار کارآمدشبکه ها استفاده می شود سیستم عامل شبکه ویژه (سیستم عامل شبکه)که بر خلاف سیستم عامل های شخصی، برای حل مشکلات خاص مدیریت عملکرد یک شبکه کامپیوتری طراحی شده اند. سیستم عامل های شبکه بر روی رایانه های اختصاصی ویژه نصب می شوند.

برنامه های کاربردی شبکه- اینها سیستم های نرم افزار کاربردی هستند که قابلیت های سیستم عامل های شبکه را گسترش می دهند. از جمله آنها می توان به برنامه های ایمیل، سیستم های کار گروهی، پایگاه های داده شبکه و غیره اشاره کرد.

با تکامل سیستم عامل های شبکه، برخی از توابع برنامه های کاربردی شبکه به عملکردهای معمولی سیستم عامل تبدیل می شوند.

تمام دستگاه های متصل به شبکه را می توان به سه دسته تقسیم کرد گروه های عاملی:

1) ایستگاه های کاری؛

2) سرورهای شبکه؛

3) گره های ارتباطی

1) ایستگاه کاری ایستگاه کاری یک کامپیوتر شخصی است که به شبکه متصل است و کاربر شبکه کار خود را بر روی آن انجام می دهد. هر ایستگاه کاری خود را پردازش می کند فایل های محلیو از سیستم عامل خود استفاده می کند. اما در عین حال منابع شبکه در دسترس کاربر است.

سه نوع ایستگاه کاری وجود دارد:

ایستگاه کاری با دیسک محلی،

ایستگاه کاری بدون دیسک،

ایستگاه کاری از راه دور

در یک ایستگاه کاری با دیسک (هارد یا فلاپی)، سیستم عامل از آن دیسک محلی بوت می شود. برای یک ایستگاه بدون دیسک، سیستم عامل از دیسک سرور فایل بارگیری می شود. این قابلیت توسط تراشه مخصوص نصب شده بر روی آداپتور شبکه ایستگاه بدون دیسک ارائه می شود.

ایستگاه کاری راه دور ایستگاهی است که از طریق کانال های مخابراتی (مثلاً با استفاده از شبکه تلفن) به یک شبکه محلی متصل می شود.

2) سرور شبکهسرور شبکه کامپیوتری است که به یک شبکه متصل است و خدمات خاصی را به کاربران شبکه ارائه می دهد، مانند ذخیره داده های عمومی، کارهای چاپی، پردازش درخواست به یک DBMS، پردازش از راه دور کارها و غیره.

بر اساس عملکردهایی که انجام می دهند، گروه های زیر از سرورها را می توان تشخیص داد.

سرور فایل، سرور فایل - رایانه ای که داده های کاربران شبکه را ذخیره می کند و دسترسی کاربر را به این داده ها فراهم می کند. به طور معمول، این کامپیوتر دارای مقدار زیادی فضای دیسک است. سرور فایل به کاربران امکان می دهد به طور همزمان به داده های مشترک دسترسی داشته باشند.

سرور فایل وظایف زیر را انجام می دهد:

ذخیره سازی داده ها؛

آرشیو داده ها؛

انتقال اطلاعات.

سرور پایگاه داده - رایانه ای که وظایف ذخیره، پردازش و مدیریت فایل های پایگاه داده (DB) را انجام می دهد.

سرور پایگاه داده عملکردهای زیر را انجام می دهد:

ذخیره سازی پایگاه های داده، حفظ یکپارچگی، کامل بودن و ارتباط آنها؛

دریافت و پردازش پرس و جوها به پایگاه داده، و همچنین ارسال نتایج پردازش به ایستگاه کاری.

هماهنگی تغییرات داده های ایجاد شده توسط کاربران مختلف؛

حمایت کردن پایگاه های داده توزیع شدهداده ها، تعامل با سایر سرورهای پایگاه داده واقع در مکان دیگری.

سرور برنامه های کاربردی، سرور برنامه - رایانه ای که برای اجرای برنامه های کاربردی کاربر استفاده می شود.

سرور ارتباطی، سرور ارتباطات - دستگاه یا رایانه ای که کاربران شبکه محلی را فراهم می کند دسترسی شفافبه خودشان پورت های سریالورودی خروجی.

با استفاده از یک سرور ارتباطی، می توانید یک مودم اشتراکی را با اتصال آن به یکی از پورت های سرور ایجاد کنید. کاربر با اتصال به سرور ارتباطی، می تواند با چنین مودمی به همان روشی کار کند که گویی مودم مستقیماً به ایستگاه کاری متصل است.

یک سرور دسترسی یک کامپیوتر اختصاصی است که امکان پردازش از راه دور وظایف را فراهم می کند. برنامه های شروع شده از یک ایستگاه کاری راه دور بر روی این سرور اجرا می شوند.

دستورات وارد شده توسط کاربر از صفحه کلید از ایستگاه کاری راه دور دریافت می شود و نتایج کار برگردانده می شود.

سرور فکس، سرور فکس - دستگاه یا رایانه ای که پیام های فکس را برای کاربران شبکه محلی ارسال و دریافت می کند.

سرور پشتیبان داده ها، سرور پشتیبان - دستگاه یا رایانه ای که مشکل ایجاد، ذخیره و بازیابی کپی از داده های واقع در سرورهای فایل و ایستگاه های کاری را حل می کند. یکی از سرورهای فایل شبکه می تواند به عنوان سرور مورد استفاده قرار گیرد.

لازم به ذکر است که تمامی انواع سرورهای ذکر شده می توانند بر روی یک کامپیوتر اختصاص داده شده برای این اهداف کار کنند.

3) گره های ارتباطی شبکه شامل دستگاه های زیر است:

تکرار کننده ها؛

سوئیچ ها (پل ها)؛

روترها؛

طول شبکه و فاصله بین ایستگاه ها در درجه اول توسط ویژگی های فیزیکی رسانه انتقال تعیین می شود. کابل هممحور، جفت پیچ خورده و غیره). هنگام انتقال داده ها در هر محیطی، تضعیف سیگنال رخ می دهد که منجر به محدودیت فاصله می شود. برای غلبه بر این محدودیت و گسترش شبکه، دستگاه های خاصی نصب می شوند - تکرار کننده ها، پل ها و سوئیچ ها. بخشی از شبکه که شامل دستگاه توسعه نیست معمولاً بخش شبکه نامیده می شود.

تکرار کننده، تکرار کننده - دستگاهی که سیگنال دریافت شده توسط خود را تقویت یا بازسازی می کند. تکرار کننده، با دریافت یک بسته از یک بخش، آن را به بقیه منتقل می کند. در این حالت، تکرار کننده بخش های متصل به خود را جدا نمی کند. در هر زمان معین، در تمام بخش های متصل شده توسط تکرار کننده، تبادل داده فقط بین دو ایستگاه پشتیبانی می شود.

تعویض, switch, bridge, bridge وسیله ای است که مانند یک تکرار کننده به شما امکان می دهد چندین سگمنت را با هم ترکیب کنید. بر خلاف یک تکرار کننده، یک پل بخش های متصل به آن را جدا می کند، یعنی به طور همزمان چندین فرآیند تبادل داده را برای هر جفت ایستگاه از بخش های مختلف پشتیبانی می کند.

روتر- دستگاهی که شبکه هایی از انواع مشابه یا متفاوت را با استفاده از پروتکل تبادل داده یکسان به هم متصل می کند. روتر آدرس مقصد را تجزیه و تحلیل می کند و داده ها را در مسیر بهینه هدایت می کند.

دروازهدستگاهی است که به شما امکان می دهد با استفاده از پروتکل های مختلف تبادل داده، تبادل داده بین اشیاء مختلف شبکه را سازماندهی کنید.

اجزای سخت افزاری اصلی شبکه عبارتند از:

1. سیستم های مشترک:کامپیوترها (ایستگاه های کاری یا کلاینت ها و سرورها)؛ چاپگرها؛ اسکنر و غیره

2. سخت افزار شبکه:آداپتورهای شبکه؛ متمرکز کننده ها (هاب ها)؛ پل ها؛ روترها و غیره

3. کانالهای ارتباطی:کابل ها؛ اتصال دهنده ها؛ دستگاه هایی برای انتقال و دریافت داده ها در فناوری های بی سیم.

اجزای اصلی نرم افزار شبکه به شرح زیر است:

1. سیستم عامل های شبکه، که معروف ترین آنها عبارتند از: MS Windows; LANtastic; NetWare; یونیکس؛ لینوکس و غیره

2. نرم افزار شبکه(خدمات شبکه): مشتری شبکه; کارت LAN؛ پروتکل؛ سرویس دسترسی از راه دور

LAN (شبکه محلی)مجموعه ای از رایانه ها، کانال های ارتباطی، آداپتورهای شبکهاجرای یک سیستم عامل شبکه و نرم افزار شبکه

در یک شبکه LAN، هر رایانه شخصی را یک ایستگاه کاری می نامند، به استثنای یک یا چند رایانه که برای خدمت به عنوان سرور طراحی شده اند. هر ایستگاه کاری و سرور دارای کارت های شبکه (آداپتور) است که از طریق کانال های فیزیکیبا یکدیگر ارتباط برقرار کنند. علاوه بر سیستم عامل محلی، هر ایستگاه کاری نرم افزار شبکه ای را اجرا می کند که به ایستگاه اجازه می دهد با سرور فایل ارتباط برقرار کند.

رایانه های موجود در معماری سرویس گیرنده-سرور LAN به دو نوع تقسیم می شوند: ایستگاه های کاری یا کلاینت هایی که برای کاربران در نظر گرفته شده است و سرورهایی که معمولاً برای کاربران عادی غیرقابل دسترسی هستند و برای مدیریت منابع شبکه طراحی شده اند.

ایستگاه های کاری

ایستگاه کاری یک سیستم مشترک است که برای حل وظایف خاص و استفاده از منابع شبکه تخصصی می باشد. نرم افزار شبکه ایستگاه کاری شامل خدمات زیر است:

مشتری برای شبکه ها؛

سرویس دسترسی به فایل و چاپگر؛

پروتکل های شبکهبرای از این نوعشبکه های؛

کارت شبکه;

کنترل کننده دسترسی از راه دور.

یک ایستگاه کاری با یک کامپیوتر شخصی مستقل معمولی به روش های زیر متفاوت است:

دسترسی کارت شبکه(آداپتور شبکه) و کانال ارتباطی؛

هنگام بارگیری سیستم عامل، پیام های دیگری روی صفحه ظاهر می شود که به شما اطلاع می دهد که سیستم عامل شبکه در حال بارگیری است.

قبل از شروع، باید نرم افزار شبکه خود را با نام کاربری و رمز عبور ارائه دهید. این روش ورود به شبکه نامیده می شود.

پس از اتصال به شبکه LAN، درایوهای دیسک شبکه اضافی ظاهر می شوند.

استفاده از آن امکان پذیر می شود تجهیزات شبکه، که ممکن است دور از محل کار واقع شده باشد.

آداپتورهای شبکه

برای اتصال رایانه شخصی به شبکه، به یک دستگاه رابط به نام آداپتور شبکه، رابط، ماژول یا کارت نیاز دارید. در شکاف جا می شود مادربرد. کارت های آداپتور شبکه روی هر ایستگاه کاری و روی سرور فایل نصب می شوند. ایستگاه کاری درخواستی را از طریق آداپتور شبکه به سرور فایل ارسال می کند و هنگامی که سرور فایل آماده است، پاسخی را از طریق آداپتور شبکه دریافت می کند.

آداپتورهای شبکه، همراه با نرم افزار شبکه، قادر به تشخیص و مدیریت خطاهایی هستند که ممکن است به دلیل تداخل الکتریکی، برخورد یا کار بدتجهیزات.

انواع مختلفآداپتورهای شبکه نه تنها در روش های دسترسی به کانال ارتباطی و پروتکل ها، بلکه در پارامترهای زیر نیز متفاوت هستند:

سرعت انتقال؛

اندازه بافر بسته؛

نوع لاستیک؛

عملکرد اتوبوس؛

سازگار با ریزپردازنده های مختلف؛

استفاده از دسترسی مستقیم به حافظه (DMA)؛

آدرس دهی پورت های ورودی/خروجی و درخواست های وقفه؛

طراحی کانکتور