АИС таможенных органов

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………………………………………………..3

Глава 1. Компьютерные сети................................................................................................4

1. Цели и принципы создания компьютерных сетей…………………………………...4                             
2. Классификация компьютерных сетей………………………………………………...5

Глава 2. Локальные вычислительные сети………………………………………………..9

2.1. Понятие ЛВС…………………………………………………………………………....9

2.2. Устройство ЛВС……………………………………………………………………….10

2.2.1. Файл-сервер и рабочие станции………………………………………………...11

2.2.2. Операционная система рабочих  станций……………………………………....12

2.3. Топология ЛВС………………………………………………………………………...14

2.3.1. Сеть шинной топологии……………………………………………………….15

2.3.2. Сеть звездообразной топологии………………………………………………16

2.3.3. Сеть кольцевой топологии…………………………………………………….17

2.4. Методы доступа ЛВС: Ethernet, Arcnet, Token-Ring…………………………………18

2.4.1. Метод доступа Ethernet………………………………………………………...18

2.4.2. Метод доступа Arcnet…………………………………………………………..19

2.4.3. Метод доступа Token-Ring……………………………………………………..20

2.5. Беспроводные ЛВС……………………………………………………………………..21

2.5.1. Wi-Fi и WiMax…………………………………………………………………..23

2.5.2. Bluetooth…………………………………………………………………………25

2.5.3. GPRS……………………………………………………………………………..27

Заключение…………………………………………………………………………………...28

Список литературы…………………………………………………………………………..29

Введение.

В основных направлениях экономического и социального развития, начиная со времен СССР и заканчивая современностью, указывается необходимость наращивания высокими темпами масштабов применения электронно-вычислительной техники, систем обработки  и выдачи информации. Развитие и широкое применение ЭВМ в промышленности, управлении, связи, науке, образовании, сфере услуг, коммерческой, финансовой и других сферах человеческой деятельности и по сей день являются приоритетным направлением научно-технического прогресса ( НТП).

Широкая компьютеризация является одной из наиболее актуальных проблем современной научной деятельности, технической основой решения которого является наличие современных компьютеров и развитых телекоммуникационных средств связи, позволяющие создавать эффективные информационно-вычислительные сети различного уровня организации и назначения.

Важность этой темы заключается  в том, что развитие локально-вычислительных сетей и телекоммуникации способствуют быстрому продвижению общества к широкому и всестороннему использованию достижений НТП в области компьютерной техники и бурно развивающихся процессов информатизации общества.

Так для финансовых организаций персональные компьютеры являются стандартным оборудованием рабочих мест: на них выполняется 60-70% операций банковских учреждений; интегрированные офисные пакеты общего назначения непременно  останутся неотъемлемой частью программного обеспечения. Большинство руководителей экономических служб банков, страховых компаний, налоговых служб и других подобных организаций не обходятся сегодня без объединенных ЭВМ в сеть с целью распределения ресурсов.

Цель моей работы заключается  в том, чтобы рассмотреть цели и принципы создания компьютерных сетей, их классификацию и дать подробную характеристику локально-вычислительным сетям.

 Глава 1. Компьютерные сети.

1.1. Цели и  принципы создания компьютерных  сетей

В то время, когда компьютеры были огромных размеров и их было очень мало, на один большой компьютер приходилось много пользователей с большим числом очень мелких задач, и вопрос о перенесении программ и данных с одного компьютера на другой не играл какой-либо заметной роли.

Однако по мере совершенствования компьютеров, увеличения их числа, развития и усложнения средств программного обеспечения, в том числе и прикладного, увеличения объемов баз данных возникла насущная необходимость в соединении компьютеров между собой. Такое связывание компьютеров, позволяющее объединить их ресурсы - процессоры, память (внутреннюю и внешнюю, включая жесткие диски, разнообразные внешние устройства - принтеры, факс-аппараты, модемы и др.), каналы связи, и представляет собой вычислительную сеть, в которой каждый компьютер может передать другому компьютеру, подключенному к сети, любой набор данных.¹

Таким образом, вычислительная сеть, объединяющая ресурсы нескольких компьютеров, позволяет каждому из них использовать всю совокупность этих ресурсов. В  такой сети отдельные пользователи независимо от их территориального расположения  получают возможность не только обмениваться файлами и сообщениями, пользоваться общим сетевым принтером и другими периферийными устройствами, но и, что важно, использовать информацию, рассредоточенную в сети по отдельным компьютерам, при решении своих задач; этот подход к совместному использованию ресурсов в сети составляет основу технологии открытых сетевых вычислений ONC (Open Network Computing).

В зависимости от того, на каком  расстоянии друг от друга находятся компьютеры, объединенные в сеть, различают локальные, региональные и глобальные вычислительные сети. В то время, как локальная вычислительная сеть (ЛВС) объединяет, как правило, компьютеры, находящиеся в одном или соседних помещениях, в пределах одного или соседних зданий на расстояниях, не превышающих одного-двух километров, региональная - связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга в пределах города, района или области, то глобальная сеть - это сеть, в которой объединены компьютеры, расположенные в различных странах или на различных континентах земного шара (примером может служить сеть Internet).

1.2. Классификация компьютерных сетей

Компьютерная  сеть - совокупность компьютеров и каналов связи, позволяющая объединять ресурсы компьютеров и обмениваться информацией.

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает  сеть. И для этого есть веские причины, так например, отличия технологий локальных и глобальных сетей очень значительны несмотря на их постоянное сближение.  Так же сети делят по функциональным, информационным и структурным признакам.

По  характеру реализуемых функций сети делятся на:

• вычислительные (основные функции таких сетей - обработка информации),
• информационные (для получения справочных данных по запросам пользователей),
• информационно-вычислительные или смешанные (в которых в определенном, непостоянном соотношении выполняются вычислительные и информационные функции).

 В свою очередь информационно-вычислительные сети могут быть подразделены на ряд типов, в зависимости от их назначения:

• сети передачи данных общего назначения (Public-сети), предоставляющие пользователям базовые услуги (доступ к доскам объявлений, разнообразным справочным службам (горсправка, справочные аэрофлота и железных дорог, различных муниципальных служб), электронную почту, пересылку файлов, телеконференции, а также возможность выхода в другие сети);
• информационные центры широкого использования, содержащие различные базы данных, доступ к которым возможен на коммерческой основе;
• региональные сети передачи данных (на уровне областей или краев), которые являются подсетями федеральной сети общего пользования, но предназначены для обмена региональной информацией, объем которой достигает 70% от общего объема циркулирующей в региональной сети информации;
• информационные системы ограниченного доступа, например, банковские (ориентированные на обслуживание клиентов, кредитных карточек и др.), биржевые, другие подобные системы;
• частные сети, например, телекоммуникационная система крупного банка, предназначенная для внутрибанковского обмена информацией между центральным офисом банка и его отделениями в пределах одного города, а также между центральным офисом и филиалами банка в других городах, регионах или даже других странах.

Сети трех последних типов относятся  к так называемым корпоративным  сетям, в которых услуги предоставляются  только пользователям, входящим в состав некоторой замкнутой группы (корпорации).

По  способу управления ТВС делятся на сети с:

• централизованным (в сети имеется один или несколько управляющих органов),
• децентрализованным (каждая абонентская система имеет средства для управления сетью),
• смешанным управлением, в котором в определенном сочетании реализованы принципы централизованного и децентрализованного управления.  
  

По  степени территориальной расcредоточенности элементов сети (абонентских систем, узлов связи) можно выделить:

• глобальные (государственные) вычислительные сети (GAN),
• национальные вычислительные сети (WAN- Wide Area Network),
• региональные вычислительные сети,
• городские вычислительные сети (MAN),
• локальные вычислительные сети (ЛВС – LAN- Local Area Network).

По  типу организации передачи данных сети с маршрутизацией информации делятся на сети с:

• коммутацией цепей (каналов) (TDM (Time Division Multiplexing)-временное разделение каналов,            MRCS (Multirate Citcuit Switching)-многоскоростная коммуникация каналов, FCS (Fast Citcuit Switching)- быстрая коммуникация каналов),
• коммутацией сообщений (ATM (Asynchronous Transfer Mode)- асинхронный режим переноса, STM (Synchronous Transfer Mode)- синхронный режим переноса),
• коммутацией пакетов (FPS (Fast Packet Switching)- быстрая коммуникация пакетов),
• смешанной коммуникацией.

Для современных сетей  характерно использование коммуникаций пакетов, что обеспечивает скорость и надежность передачи данных.

По  числу главных вычислительных машин (ГВМ) различают сети с

• одной ГВМ,
• несколькими ГВМ. 
  

По  типу используемых ЭВМ выделяют:

• однородные сети,
• неоднородные (разнородные).

По  топологии, т.е. конфигурации элементов в ТВС, сети делятся на два класса:

• широковещательные
• последовательные.

Широковещательные конфигурации и значительная часть последовательных конфигураций (кольцо, звезда с интеллектуальным центром, иерархическая) характерны для ЛВС. Для глобальных и региональных сетей наиболее распространенной является произвольная (ячеистая топология). Нашли применение также иерархическая конфигурация и "звезда".

Телекоммуникационная  вычислительная сеть (ТВС) – это сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных абонентских систем и средствами связи; средства передачи и обработки информации ориентированы в ней на коллективное использование общесетевых ресурсов – аппаратных, информационных, программных.

Для телекоммуникационных вычислительных сетей принципиальное значение имеют следующие особенности:

• ЭВМ, находящиеся в составе разных абонентских систем одной и той же сети или различных взаимодействующих сетей, связываются между собой автоматически (в этом заключается основная сущность протекающих в сети процессов);
• Каждая ЭВМ сети должна быть приспособлена как для работы в автономном режиме под управлением своей операционной системы (ОС), так и для работы в качестве составного звена сети.

ТВС могут работать в  различных режимах: обмена данными между абонентскими системами², сбора информации, запроса и выдачи информации, пакетной обработки данных по запросам пользователей с удаленных терминалов, в диалоговых режимах.  

Сеть, по сравнению с  адекватной по вычислительной мощности совокупностью автономно работающих ЭВМ, имеет ряд преимуществ:

• обеспечение распределенной обработки данных и параллельной обработки многими ЭВМ;
• возможность создания распределенной базы данных, размещаемой в памяти различных ЭВМ;
• возможность обмена большими массивами информации между ЭВМ, удаленными друг от друга на значительные расстояния;
• коллективное использование дорогостоящих ресурсов: пакетов прикладных программ, баз данных, баз знаний, запоминающих устройств, печатающих устройств;

Глава 2. Локальные вычислительные сети.

2.1.   Понятие ЛВС

К локальным сетям (Local Area Networks) относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории ( обычно в радиусе не более 1-2 км), объединяющие относительно небольшое число компьютеров ( обычно от 10 до 100)  внутри учреждений, офисов, банков, вузов и т.п. Традиционное название- локальная вычислительная сеть - скорее дань тем временам, когда сети в основном использовали для решения вычислительных задач, сегодня же в 99% случаев речь идет исключительно об обмене информацией в виде текстов, графических и видео-образов, числовых массивов.

ЛВС могут состоять из одного файл-сервера, поддерживающего небольшое число рабочих станций, или из многих файл-серверов и коммуникационных серверов, соединенных с сотнями рабочих станций. Некоторые сети спроектированы для оказания сравнительно простых услуг, таких, как совместное пользование прикладной программой и файлом и обеспечение доступа к единственному принтеру. Другие сети обеспечивают связь с большими и мини-ЭВМ, модемами коллективного пользования, разнообразными устройствами ввода/вывода (графопостроителями, принтерами и т. д.) и устройствам памяти большой емкости (диски типа WORM). В общем случае локальная сеть представляет собой  коммуникационную систему, которая поддерживает в пределах одного здания или некоторой ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи информации, предоставляемых подключенным абонентским системам (АС) для кратковременного использования. Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с . В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line. ³  

По  скорости передачи данных (Таблица №1) ЛВС делят на:

• Низкоскоростные;
• Среднескоростные;
• Высокоскоростные.

                                                                                                                                    Таблица №1

2.2.     Устройство ЛВС

Существуют особые системы  передачи, использующие ЛВС для передачи информации, для доступа к которым  применяется ряд аппаратных и  программных компонентов.

Основными компонентами сети являются:

• кабели (передающие среды),
• рабочие станции (АРМ пользователей сети),
• платы интерфейса сети (сетевые адаптеры),
• серверы сети.⁴

2.2.1.   Файл-сервер и рабочие станции

Централизованные сети строятся на основе архитектуры "клиент-сервер", которая предполагает выделение в сети так называемых "серверов" и "клиентов". К клиентам относятся рабочие станции (компьютеры) сети, которые не имеют непосредственных контактов друг с другом и могут общаться между собой только через сервер: следовательно, одна станция не может использовать файл, находящийся на другой станции: для этого файл должен находиться на файл-сервере. Все локальные ресурсы рабочих станций так и остаются локальными и, следовательно, не могут быть использованы никакой другой рабочей станцией. Файл-сервер является ядром локальной сети. Этот компьютер (обычно высокопроизводительный мини-компьютер) запускает операционную систему и управляет потоком данных, передаваемых по сети. Отдельные рабочие станции и любые совместно используемые периферийные устройства, такие, как принтеры, - все подсоединяются к файл-серверу.

Серверы управляют подключенными  к ним общими разделяемыми ресурсами сети. Различают:

• файл-серверы, служащие для управления передачей, файлов и позволяющие пересылать информацию большого объема, (не обязательно текстовую, но и графическую);
• серверы печати (или принт-серверы), служащие для включения в состав сети принтера, доступного для использования пользователям со всех рабочих станций сети;
• коммуникационные (связные) серверы, предназначенные для управления и установления связи между компьютерами в сети;
• почтовые серверы в системе электронной почты, служащие для пересылки и приема электронных писем;
• архивные серверы, предназначенные для архивирования данных и резервного копирования информации в больших многосерверных сетях;
• факс-серверы, используемые для отправления пользователями факсимильных сообщений с рабочих станции, для приема и последующей рассылки сообщении в личные боксы пользователей и др.

В качестве сервера может быть использован либо обычный персональный компьютер, или же это может быть специализированное устройство, реализующее одну из указанных функций управления. В этом последнем случае специализированный сервер по своему внешнему виду может отличаться от обычного персонального компьютера и в зависимости от назначения иметь различные габариты.

Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы (MS DOS, Windows и т.д), где пользователями сети реализуются прикладные задачи, выполнение которых связано с понятием вычислительного процесса.

Однако в отличие  от автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату  сетевого интерфейса и физически  соединена кабелями с файлом-сервером. Кроме того, рабочая станция запускает специальную программу, называемой оболочкой сети, которая позволяет ей обмениваться информацией с файл-сервером, другими рабочими станциями и прочими устройствами сети. Оболочка позволяет рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на файл-сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках. Один и тот же компьютер в разное время может быть, как сервером, так и рабочей станцией.

2.2.2.  Операционная система рабочих станций

Каждый компьютер рабочей станции работает под управлением своей собственной операционной системы (MS DOS, Windows и т.д). Чтобы включить каждую рабочую станцию в состав сети, оболочка сетевой операционной системы загружается в начало операционной системы компьютера.

Оболочка сохраняет  большую часть команд и функций  операционной системы, позволяя рабочей  станции в процессе работы выглядеть  как обычно. Оболочка просто добавляет  локальной операционной системе  больше функций и придает ей гибкость.

Рабочие станции и серверы соединяются с кабелем коммуникационной подсети с помощью интерфейсных плат - сетевых адаптеров.

Основные функции сетевых адаптеров:

• организация приема данных из рабочих станций;
• организация передачи данных в рабочие станции;
• согласование скорости приема (передачи) информации (буферизация);
• формирование пакета данных, параллельно-последовательное преобразование (конвертирование);
• кодирование/декодирование данных;
• проверка правильности передачи;
• установление соединения с требуемым абонентом сети;
• организация собственно обмена данными.  
  

В ЛВС в качестве кабельных  передающих сред (средств коммутации) используются провод, витая пара (UTP- витопарный кабель), коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель, хотя существуют и беспроводные ЛВС с инфракрасными или радиоволновыми линиями связи. 
         В ЛВС также используется следующее сетевое оборудование: 

• приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры)  служат для объединения сегментов локальной сети с шинной топологией;
• концентраторы (хабы) - для формирования сети произвольной топологии (используются активные и пассивные концентраторы);
• мосты - для объединения локальных сетей в единое целое и повышения производительности этого целого путем регулирования трафика (данных пользователя) между отдельными подсетями;
• маршрутизаторы и коммутаторы - для реализации функций коммутации и маршрутизации при управлении трафиком в сегментированных (состоящих из взаимосвязанных сегментов) сетях. В отличие от мостов, обеспечивающих сегментацию сети на физическом уровне, маршрутизаторы выполняют ряд "интеллектуальных" функций при управлении трафиком. Коммутаторы, выполняя практически те же функции, что и маршрутизаторы, превосходят их по производительности и обладают меньшей латентностью (аппаратная временная       задержка между получением и пересылкой информации);
• модемы (модуляторы-демодуляторы) - для согласования цифровых сигналов, генерируемых компьютером, с аналоговыми сигналами типичной современной телефонной линии;
• анализаторы - для контроля качества функционирования сети;
• сетевые тестеры - для проверки кабелей и отыскания неисправностей в системе установленных кабелей.

По мере все  более широкого распространения  локальных сетей возникают проблемы, связанные с обменом информацией  между сетями. Так, в рамках университета в нескольких учебных классах могут использоваться локальные сети, причем это могут быть сети разных типов. Для обеспечения связи между этими сетями используются средства межсетевого взаимодействия, называемые мостами и маршрутизаторами. В качестве моста и маршрутизатора могут использоваться компьютеры, в которых установлено по два или более сетевых адаптера. Каждый из адаптеров обеспечивает связь с одной из связываемых сетей. Мост или маршрутизатор получает пакеты, посылаемые компьютером одной сети компьютеру другой сети, переадресует их и отправляет по указанному адресу. Мосты, как правило, используются для связи сетей с одинаковыми коммуникационными системами, например, для связи двух сетей Ethernet или двух сетей Arcnet. Маршрутизаторы связывают сети с разными коммуникационными системами, так как имеют средства преобразования пакетов одного формата в другой. Существуют мосты-маршрутизаторы (brouters), объединяющие функции обоих средств. Для обеспечения связи сетей с различными компьютерными системами предназначены шлюзы (gateway), например, через шлюз локальная сеть может быть связана с большой ЭВМ.⁵                  

2.3.  Топология ЛВС

Важным признаком классификации  вычислительных сетей является их топология.

Топология сети - это логическая схема соединения каналами связи компьютеров (узлов сети – это либо отдельные компьютеры, либо другие локальные сети). Чаще всего в локальных сетях используется одна из трёх основных топологий: моноканальная (шинная), кольцевая или звездообразная. Большинство других топологий являются производными от названных. Для определения последовательности доступа узлов сети к каналу и предотвращения наложения передач пакетов данных различными узлами необходим метод доступа.⁶

Существуют следующие  виды топологий: "линейна шина" ("общая шина", многоточечная, "цепочка"), "звезда" (звездообразная), "кольцо" (кольцевая, петлевая), смешанная ("звездная шина", "цепочка звезд", полносвязная, древовидная) и др. Первые три получили наиболее широкое распространение в локальных вычислительных сетях.

2.3.1. Сеть шинной топологии

                                                                                                 Рис.№1   Шинная топология.

Топология "линейная шина" предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети (рис.№1). В этом случае  кабель используется совместно всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные.

Самым распространенным методом  доступа в сетях этой топологии  является метод доступа, с прослушиванием несущей частоты и обнаружением конфликтов (CSMA/CD). При этом методе доступа узел, прежде чем послать данные по коммуникационному каналу, прослушивает его, и только убедившись, что канал свободен, посылает пакет. Если канал занят, узел повторяет попытку передать пакет через случайный промежуток времени. Данные, переданные одним узлом сети, поступают во все узлы, но только узел, для которого предназначены эти данные, распознает и принимает их. Шинная топология обеспечивает эффективное использование пропускной способности канала, устойчивость к неисправности отдельных узлов, простоту реконфигурации и наращивания сети. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом. Поиск неисправностей в кабеле затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети.