Geum.ru

Учебное пособие Рекомендовано учебно-методическим советом угаэс уфа-2008

Вид материалаУчебное пособие
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25

ВВЕДЕНИЕ



Сегодня мир переживает новую информационную революцию, способную принципиально изменить жизнь людей - их работу, досуг, способы объединения в сообщества и даже отношение к самим себе. В отличие от предыдущих технологических революций, основанных на материи и энергии, это фундаментальное изменение затрагивает наше понимание времени, пространства, расстояния и знания. В основе информационной революции лежит взрывное развитие информационных технологий, разнообразие и возможность применения которых лимитированы лишь изобретательностью самого человека.

В последние десятилетия существенно возросло общественное и экономическое значение информации и информационных технологий. Как считают многие исследователи, в настоящее время формируется и развивается информационное общество. Информационное общество характеризуется тем, что каждый гражданин может получить любую информацию в любое время и в любом месте. Если определенные слои граждан, в силу тех или иных причин, не будут иметь широкого доступа к информации и средствам коммуникации, то неизбежно возникнут категории «информационно богатых» и «информационно бедных».

Возможностями доступа и обработки информации, которые предоставляет современная электронная техника, могут пользоваться лишь те, кто в состоянии получить высшее образование и оплачивать необходимые расходы. В подавляющем большинстве это представители хорошо обеспеченных слоев общества, получающие ряд экономических, политических и моральных преимуществ перед остальными членами общества. Информатизация порождает новое расслоение членов общества, связанное с возможностями доступа к информации.

В связи с этим представляется весьма важным обучение сетевым информационным технологиям в учебных заведениях всех форм и уровней подготовки, начиная с простейших навыков компьютерной грамотности.

Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов – большие, громоздкие и дорогие – предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.

В начале 60-х годов, при удешевлении процессоров, появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей. Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени. В них компьютер отдавался в распоряжение сразу нескольким пользователям. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Причем время реакции вычислительной системы было мало для того, чтобы пользователю была не заметна параллельная работа с компьютером и других пользователей.

Терминалы смогли выйти за пределы вычислительного центра и рассредоточились по всему предприятию. При этом вычислительная мощность оставалась полностью централизованной, а некоторые функции – такие как ввод и вывод данных – стали распределенными. Такие многотерминальные централизованные системы становились очень похожи на локальные вычислительные сети.

Таким образом, многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени, стали первым шагом на пути создания локальных вычислительных сетей. Но до появления локальных сетей нужно было пройти еще большой путь, так как многотерминальные системы, хотя и имели внешние черты распределенных систем, все еще сохраняли централизованный характер обработки данных.

Тем не менее потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга назрела. Началось все с решения более простой задачи - доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов позволяя многочисленным пользователям получать удаленный доступ к ресурсам нескольких компьютеров. Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что и является базовым механизмом любой вычислительной сети. Используя этот механизм, в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие теперь традиционными сетевые службы.

Таким образом, сначала первыми появились глобальные вычислительные сети. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи и концепции современных вычислительных сетей.

В начале 70-х годов появились большие интегральные схемы. Их невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию мини-компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов. Стоимость миникомпьютерной системы была меньше. Небольшие предприятия получили возможность покупать для себя компьютеры. Мини-компьютеры выполняли задачи управления технологическим оборудованием, складом и другие задачи уровня подразделения предприятия. Появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры продолжали работать автономно.

Потребности пользователей вычислительной техники росли, появилась потребность получить возможность обмена данными с другими компьютерами. В ответ на эту потребность предприятия и организации стали соединять свои мини-компьютеры вместе и разрабатывать программное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. В результате появились первые локальные вычислительные. Они во многом отличались от современных локальных сетей, в первую очередь – своими устройствами сопряжения. В начале для соединения компьютеров друг с другом использовались нестандартные устройства со своим способом представления данных на линиях связи, своими типами кабелей и т.п. Такие устройства могли соединять только те типы компьютеров, для которых были разработаны, - например компьютеры «Наири» с компьютерами «Днепр».

Изучение трафика (потоков данных) в развивающихся сетях показало смещение акцентов с распределенных вычислений на обмен информацией — доступ к удаленным базам данных, обмен сообщениями по электронной почте и пр. Вырисовываются, таким образом, информационные сети.

Наконец, в 80-90-е годы широко распространяется технология TCP/IP, обеспечивая рост и развитие «сети сетей» — Internet, которая представляет собой глобальную информационно-вычислительную сеть.

Настоящее учебное пособие посвящается проблемам коммуникационных сетей и технологий доступа к распределенным информационным ресурсам.

В этой книге подробно и последовательно изложены основные концепции, определяющие современное состояние и тенденции развития компьютерных сетей.

Компьютерные сети, как и вся вычислительная техника, есть сплав «железа» (оборудования) и «софта» (программного обеспечения). В учебном пособии основное внимание уделяется оборудованию, то есть материальной базе сетевых технологий. Эта база в основном и определяет главные характеристики сети: производительность, надежность, срок службы и стоимость (первоначальные и эксплуатационные затраты).

Настоящее учебное пособие не претендует на полное и исчерпывающее изложение всех материалов данной предметной области. Целью авторов являлось, скорее, охватить как можно более широкий круг вопросов, связанных с компьютерными сетями, включая использование сетей для доступа к мировым информационным ресурсам.

Продумывая структуру настоящего пособия, мы исходили из того, что сети не должны рассматриваться как самоцель, а только в контексте всех инфраструктур кооперативного использования информационных ресурсов.

Авторы подробнейшим образом объясняют устройство и принципы работы аппаратного и программного обеспечения, рассматривают все аспекты и уровни организации сетей, от физического до уровня прикладных программ. Изложение теоретических принципов дополняется яркими, показательными примерами функционирования Интернета, сетей ATM и беспроводных сетей.

В учебном пособии использованы материалы, накопленные авторами в процессе практической, а также преподавательской деятельности. Авторы выражают благодарность рецензентам, принявшим участие в обсуждении материала: Я.Н. Хамидуллину, Т.А. Акрамову (УИ(ф)РГЭУ), З.Ф. Исхакову (УГАЭС) и предоставленные дополнительные материалы.