Історія розвитку комп'ютерних мереж
Зв'язок на невеликі відстані в комп'ютерній техніці існував ще задовго до появи перших персональних комп'ютерів.
У 50-і роки до великих комп'ютерів (Mainframes) під’єднувалися численні термінали (або «інтелектуальні дисплеї»). Звісно, що інтелекту в цих терміналах було дуже мало, практично жодної обробки інформації вони не робили, і основною метою організації зв'язку було розділення інтелекту («машинного часу») великого, потужного і дорогого комп'ютера між користувачами, що працювали за цими терміналами
Оскільки великий комп'ютер послідовно в часі вирішував завдання багатьох користувачів, то такий режим назвали режимом розділення часу. Він забезпечував сумісне використання найдорожчих на той час обчислювальних ресурсів.
Згодом було створено мікропроцесори і перші мікрокомп'ютери. Обчислювальні інтелектуальні ресурси стають дешевшими і з'являється можливість розміщення комп'ютера на столі в кожного користувача. Решта ресурсів, зокрема засоби зберігання інформації та її обробки, залишаються достатньо дорогими.
Вирішенню цієї проблеми знов допомагають засоби зв'язку. Завдяки об'єднанню кількох мікрокомп'ютерів, стало можливою організація сумісного використання ними комп'ютерної периферії (магнітних дисків, магнітних стрічок, принтерів). При цьому вся обробка інформації проводилася на комп’ютері користувача, а її результати передавалися на централізовані ресурси
Тут знову ж таки спільно використовувалося найдорожче, що є в системі, але вже абсолютно по-новому. Такий режим отримав назву режиму зворотного розділення часу.
У 80-х роках з'являються персональні комп'ютери, які відрізняються від перших мікрокомп'ютерів наявністю повного комплекту достатньо розвиненої периферії для автономної роботи: магнітні диски, принтери, а також зручні засоби інтерфейсу користувача (монітори, клавіатури, мишки тощо).
Здавалося б, навіщо тепер сполучати персональні комп'ютери? Що їм розділяти, коли і так вже все розділено і знаходиться на столі у кожного користувача? Що ж може дати мережу в цьому випадку?
Найголовніше — це знову ж таки сумісне використання ресурсів. Те саме зворотне розділення часу, але вже на принципово іншому рівні. Тепер розділення застосовується не заради зменшення вартості системи, а з метою ефективного використання власних ресурсів комп'ютерів
Наприклад, мережа дозволяє об'єднати об'єм дисків всіх комп'ютерів і забезпечити доступ кожного з них до дисків решти як до власних.
Переваги мереж виявляються у випадку, коли всі користувачі активно працюють з єдиною базою даних, витягують з неї інформацію і заносять до неї нову, наприклад, в банку, в магазині, на складі.
Жодними дискетами тут вже не обійдешся: довелося б цілими днями переносити дані з кожного комп'ютера на решту. А з мережею все дуже просто: будь-які зміни даних, що зроблено з любого комп'ютера, в мить стають видимими і доступними для всіх. В цьому випадку особливої обробки на комп’ютері користувача не вимагається і в принципі можна було б обійтися дешевшими терміналами, але персональні комп'ютери мають незрівнянно зручніший інтерфейс користувача, що полегшує роботу персоналу. До того ж можливість складної обробки інформації на комп’ютері користувача часто може помітно зменшити об'єм переданих даних
Мережа є вкрай потрібною для забезпечення узгодженої роботи кількох комп'ютерів. Мережа дозволяє синхронізувати дії комп'ютерів, розпаралелювати і відповідно, пришвидшувати процес обробки даних, тобто використовувати не лише периферійні ресурси, а і інтелектуальну потужність всіх ресурсів.
Саме вказані переваги комп’ютерних мереж і забезпечують їх популярність.
Моделі OSI
Еталона модель OSI, іноді називається стеком OSI являє собою 7-рівневу мережну ієрархію розроблену Міжнародною організацією по стандартах (International Standardization Organization - ISO). Ця модель містить у собі по суті 2 різні моделі:
• горизонтальну модель на базі протоколів, що забезпечує механізм взаємодії програм і процесів на різних машинах
• вертикальну модель на основі послуг, забезпечуваних сусідніми рівнями один одному на одній машині
У горизонтальній моделі двом програмам потрібен загальний протокол для обміну даними. У вертикальної - сусідні рівні обмінюються даними з використанням інтерфейсів API.
Рівень 1, фізичний
Фізичний рівень одержує пакети даних від вищого канального рівня й перетворить їх в оптичні або електричні сигнали, що відповідають 0 і 1 бінарного потоку. Ці сигнали посилають через середовище передачі на прийомний вузол. Механічні й електричні/оптичні властивості середовища передачі визначаються на фізичному рівні й містять:
• Тип кабелів і рознімань
• Розведення контактів у розніманнях
• Схему кодування сигналів для значень 0 і 1
До числа найпоширеніших специфікацій фізичного рівня ставляться:
• RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - механічні/електричні характеристики незбалансованого послідовного інтерфейсу.
• EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - механічні, електричні й оптичні характеристики збалансованого послідовного інтерфейсу.
• IEEE 802.3 --- Ethernet
• IEEE 802.5 --- Token ring
Рівень 2, канальний
Канальний рівень забезпечує створення, передачу й прийом кадрів даних. Цей рівень обслуговує запити мережного рівня й використовує сервіс фізичного рівня для прийому й передачі пакетів. Специфікації IEEE 802.x ділять канальний рівень на два підрівня: керування логічним каналом (LLC) і керування доступом до середовища (MAC). LLC забезпечує обслуговування мережного рівня, а підрівень MAC регулює доступ до поділюваного фізичного середовища.
Найбільше часто використовувані на рівні 2 протоколи включають:
• HDLC для послідовних з'єднань
• IEEE 802.2 LLC (тип I і тип II) забезпечують MAC для середовищ 802.x
• Ethernet
• Token ring
• FDDI
• X.25
• Frame relay
Рівень 3, мережний
Мережний рівень відповідає за розподіл користувачів на групи. На цьому рівні відбувається маршрутизація пакетів на основі перетворення MAC-Адрес у мережні адреси. Мережний рівень забезпечує також прозору передачу пакетів на транспортний рівень.
Найбільше часто на мережному рівні використовуються протоколи:
• IP - протокол Internet
• IPX - протокол межсетевого обміну
• X.25 (частково цей протокол реалізований на рівні 2)
• CLNP - мережний протокол без організації з'єднань
Рівень 4, транспортний
Транспортний рівень ділить потоки інформації на досить малі фрагменти (пакети) для передачі їх на мережний рівень.
Найпоширеніші протоколи транспортного рівня включають:
• TCP - протокол керування передачею
• NCP - Netware Core Protocol
• SPX - упорядкований обмін пакетами
• TP4 - протокол передачі класу 4
Рівень 5, сеансовий
Сеансовий рівень відповідає за організацію сеансів обміну даними між двома машинами. Протоколи сеансового рівня звичайно є складовою частиною функцій трьох верхніх рівнів моделі.