Сетевые и распределенные технологии.

Распределенные вычислительные системы (вычислительные сети) создаются в целях объединения информационных ресурсов нескольких ПК. Ресурсы ПК: память, производительность процессора, определяющая скорость обработки информации.

ЛВС – распределительная вычислительная система, в которой передача данных не требует специальных устройств, а достаточно электрического соединения компьютеров с помощью кобелей и разъемов.

ЛВС объединяют компьютеры, локализованные на весьма ограниченном пространстве.

Глобальные сети объединяют ресурсы компьютеров, расположенных значительном удалении.

Отдельные локальные и глобальные ВС могут объединяться, и тогда возникает сложная сеть, которая называется распределительной сетью. Т.О., в общем виде ВС представляют собой систему компьютеров, объединенные линиями связи и специальными устройствами, позволяющими предавать без искажения и переключать между ПК потоки данных. Линии связи вместе с устройствами передачи и приема данных называют каналами связи, а устройства, производящие переключение потоков данных в сети, можно определить общим названием – узлы коммутации.

Физическое расположение компьютеров, узлов коммутации и каналов связи в сети характеризуется термином топология сетей.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий: звезда, кольцо, шина.

«Звезда» характеризуется тем, что в ней все узлы соединены с одним центральным узлом.

Достоинства: экономичность и удобство с точки зрения организации управления взаимодействие компьютеров. Эту сеть легко расширить, поскольку для добавления ПК нужен только новый канал связи.

Недостаток: низкая надежность, то есть при отказе центрального узла выходит из строя вся сеть.

«Кольцо» компьютеры подключаются к повторителям (репетирам) сигналов, связанным в однонаправленное кольцо.

Достоинство: равенство компьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость.

Недостатки: выход из строя всей сети при выходе из строя одного повторителя и остановку работы сети при её конфигурации.

«Шина» применяется в локальных сетях, все компьютеры подключены к единому каналу связи с помощью трансиверов (приёмопередатчиков). Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, поглощающими передаваемые сигналы.

Данные от передающего компьютера передаются всем компьютерам сети, однако воспринимаются только тем компьютером, адрес которого указан в передаваемом сообщении. Причем в каждый момент только один компьютер может вести передачу. «Шина» - пассивная технология. Это означает, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому если один ПК выйдет из строя, это не скажется на работе остальных, что является достоинством шинной топологии.

Другим достоинством шины является высокая расширяемость и экономичность в организации каналов связи.

К недостаткам шинной организации относится уменьшение пропускаемой способности сети при значительных объемах трафика (трафик – объем данных).

В настоящее время часто используется топология комбинирующие базовые: звезда – шина», «звезда – кольцо».

Топология кольцо. По методу доступа к каналу связи различают два основных типа кольцевых сетей: маркерное и тактированное кольца.

Топология глобальной сети. Расширение глобальных сетей как базовых, так и комбинированных топологий из-за удлинения линий связи приводит к необходимости их расчленения и создания распределительных сетей, в которых компонентами служат не отдельные компьютеры, а отдельные локальные сети, иногда их называют сегментами.

Узлами коммутации таких сетей являются активные концентраторы (К) и мосты (Мст) – устройства, коммутирующие линии связи (в том числе разного типа) и одновременно усиливающие проходимость через них сигналы. Мосты, кроме того, еще и управляют потоками данных между сигналами сети. При соединении компьютеров или сетей, удаленных на большие расстояния, используются каналы связи и устройств коммутации, называемые маршрутизаторами (М) и шлюзами (Ш). Маршрутизаторы взаимодействуют друг, с другом соединяясь между собой каналами связи, образуя распределительный канал связи. Для согласования параметров данных (форматов, уровней сигналов, протоколов и т.п.) передаваемых по магистральному каналу связи, между маршрутизаторами и терминальными компонентами, включая устройство сопряжения (УС). При подключении к магистральному каналу вычислительных сетей (например, мейнфреймов), которые невозможно согласовать с помощью стандартных устройств сопряжения, используются стандартные средства, называемые шлюзами.

Глобальные сети могут объединяться между собой путем соединения через маршрутизаторы магистральных каналов, что в конечном итоге приводит к созданию мировой (глобальной) информационно-вычислительной сети. Фрагмент глобальной сети представлен рисунком 5.

Рисунок 5 – Фрагмент глобальной сети

Понятие «открытая система»

Модель OSI, как это следует из ее названия (Open System Interconnection), описывает взаимосвязи открытых систем. Что же такое открытая система?

В широком смысле открытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.

Модель OSI касается только одного аспекта открытости, а именно открытости средств взаимодействия устройств, связанных в вычислительную сеть. Здесь под открытой системой понимается сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, определяющих формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений.

Если две сети построены с соблюдением принципов открытости, то это дает следующие преимущества:

- возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся одного и того же стандарта;

- возможность безболезненной замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными, что позволяет сети развиваться с минимальными затратами;

- возможность легкого сопряжения одной сети с другой;

- простота освоения и обслуживания сети.

Ярким примером открытой системы является международная сеть Internet. Эта сеть развивалась в полном соответствии с требованиями, предъявляемыми к открытым системам Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными утилитами, системными аппаратными средствами. Модель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей. Свои собственные протоколы взаимодействия приложения реализуют, обращаясь к системным средствам. Поэтому необходимо различать уровень взаимодействия приложений и прикладной уровень.

Уровни модели OSI.

Физический уровень (Physical layer) имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, например, крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

Канальный уровень. На физическом уровне просто пересылаются биты. При этом не учитывается, что в некоторых сетях, в которых линии связи используются (разделяются) попеременно несколькими парами взаимодействующих компьютеров, физическая среда передачи может быть занята. Поэтому одной из задач канального уровня (Data Link layer) является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит, в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит по сети, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка. Канальный уровень может не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной передачи поврежденных кадров. Сетевой уровень

Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей. Функции сетевого уровня достаточно разнообразны. Начнем их рассмотрение на примере объединения локальных сетей.

На сетевом уровне сам термин сеть наделяют специфическим значением. В данном случае под сетью понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых топологий и использующих для передачи данных один из протоколов канального уровня, определенный для этой топологии.

Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность правильного выбора маршрута передачи сообщения даже в том случае, когда структура связей между составляющими сетями имеет характер, отличный от принятого в протоколах канального уровня.

Транспортный уровень. На пути от отправителя к получателю пакеты могут быть искажены или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Транспортный уровень (Transport layer) обеспечивает приложениям или верхним уровням стека прикладному и сеансовому – передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное – способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

Как правило, все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше, реализуются программными средствами конечных узлов сети – компонентами их сетевых операционных систем. В качестве примера транспортных протоколов можно привести протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX стека Novell.

Сеансовый уровень. Сеансовый уровень (Session layer) обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхршииашш. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все с начала. На.практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, хотя функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

Представительный уровень. Представительный уровень (Presentation layer) имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

Прикладной уровень. Прикладной уровень (Application layer) — это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).

Сетезависимые и сетенезависимые уровни. Функции всех уровней модели OSI могут быть отнесены к одной из двух групп: либо к функциям, зависящим от конкретной технической реализации сети, либо к функциям, ориентированным на работу с приложениями. Три нижних уровня – физический, канальный и сетевой – являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием. Три верхних уровня – прикладной, представительный и сеансовый — ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети. На протоколы этих уровней, не влияют, какие бы то ни было изменения в топологии сети, замена оборудования или переход на другую сетевую технологию.

Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает все детали функционирования нижних уровней от верхних. Это позволяет разрабатывать приложения, не зависящие от технических средств непосредственной транспортировки сообщений.

Методы коммутации.

При коммутации сообщений понимается передача единого блока данных между транзитными компьютерами сети с временной буферизацией этого блока на диске каждого компьютера. Сообщение в отличие от пакета имеет произвольную длину, которая определяется не технологическими соображениями, а содержанием информации, составляющей сообщение. Например, сообщением может быть текстовый документ, файл с кодом программы, электронное письмо.

Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой - коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.

Коммутация пакетов – это техника коммутации абонентов, которая была специально разработана для эффективной передачи компьютерного трафика. Эксперименты по созданию первых компьютерных сетей на основе техники коммутации каналов показали, что этот вид коммутации не позволяет достичь высокой общей пропускной способности сети. Суть проблемы заключается в пульсирующем характере трафика, который генерирует типичные сетевые приложения. При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на небольшие части, называемые пакетами. Сообщения могут иметь произвольную длину, от нескольких байт до многих мегабайт. Напротив, пакеты обычно тоже могут иметь переменную длину, но в узких пределах. Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге – узлу назначения.

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят ' передачей другого пакета. В этом случае пакет находится некоторое время в очереди пакетов в буферной памяти выходного порта, а когда до него дойдет очередь, то он передается следующему коммутатору. Такая схема передачи данных позволяет сглаживать пульсации трафика на магистральных связях между коммутаторами и тем самым использовать их наиболее эффективным образом для повышения пропускной способности сети в целом.

Сеть с коммутацией пакетов замедляет процесс взаимодействия конкретной пары абонентов, так как их пакеты могут ожидать в коммутаторах, пока по магистральным связям передаются другие пакеты, пришедшие в коммутатор ранее.

Информационные ресурсы Интернет – это вся совокупность информационных технологий и баз данных, которые доступны при помощи этих технологий.

Электронная почта.

Система телеконференции Usenet.

Система файловых архивов FTP.

Информационная сеть WWW.

Информационная система Gopher.

Информационные ресурсы LISTERV.

Справочные книги X.500S.

Справочная служба WHOIS.

Информационные ресурсы Main base и TRICKLE.

Главный режим доступа к Информационным ресурсам Интернет – интерактивный режим.

Лекция №5 Банковские информационные системы (БИС)

1. Особенности БИС. Принципы проектирования.

2. Необходимость предпосылки защиты информации и программ от несанкционированного доступа, аппаратные, программные, организационно - административные средства защиты.

3. Назначение АРМ по работе с филиалами. АРМ коммуникаций. АРМ сотрудника МБР. АРМ сотрудника кредитного отдела. АРМ базового блока.

4. Внутрибанковское информационное обслуживание. Организация внешних взаимодействий банка.

5. Организация международных межбанковских взаимодействий.