программное обеспечение компьютерных сетей включает такие компоненты как
Обеспечение компьютерных сетей
Компьютерная сеть – это множество ЭВМ, которые соединены средствами для передачи информации.
Цель сетей – обеспечение пользователям доступа к информации и ресурсам, которые являются ее пользователями. Как строится и работает аппаратное и программное обеспечение, полностью зависит от архитектуры компьютерной сети. От архитектуры также зависит и создание системы безопасности.
Программное обеспечение компьютерных сетей
Программное обеспечение – это специальные программы и системы, которые позволяют сети исправно функционировать, а пользователям работать с ней.
Программное обеспечение включает множество элементов таких, как:
Сетевое программное обеспечение в компьютерных сетях
Среди сетевого программного обеспечения в компьютерных сетях можно выделить:
Техническое и аппаратное обеспечение компьютерных сетей
Аппаратное обеспечение компьютерных сетей – это совокупность различных устройств, которые образуют собой эту самую сеть. Устройствами являются компьютеры, которые обслуживают сети всех уровней.
У компьютеров имеется своя иерархия, и все они соединены между собой сетевым кабелем. Техническое обеспечение предоставляет поддержку программного обеспечения.
В техническое обеспечение компьютерных сетей входят:
Обеспечение информационной безопасности компьютерных сетей
Информационная безопасность – это процесс предотвращения неблагоприятных ситуаций, связанных с данными, содержащимися в сетях. В решении этого вопроса существует два подхода: фрагментарный и комплексный.
Первый подход – фрагментарный противодействует определенным угрозам. Фрагментарный подход может защитить конкретную часть компьютерной сети от одной проблемы.
Если угроза хоть немного изменится, защита не справится с ней. Поэтому использование фрагментарного подхода не поможет создать единую полностью защищенную компьютерную сеть. Но если речь идёт о защите одного компонента, первый способ защиты необходимо использовать.
Комплексный подход объединяет разные методы борьбы с угрозами. В этом случае создается защищенная среда обработки информации, что гарантирует определенный уровень безопасности.
Минусом комплексной защиты можно назвать ограниченную свободу действий пользователей сети, а также сложность управления.
Компании по обеспечению безопасности компьютерных сетей
Основные задачи, которые решают компании по обеспечению безопасности компьютерных сетей, связаны с созданием общей системы.
В это понятие входит:
Кроме того, компании данного профиля проводят оперативное реагирование на сигнал от клиентов и ведут расследование киберпреступлений. Работы компаний по обеспечению безопасности компьютерных сетей состоит и в создании систем по предупреждению кибератак.
Например, компания «ЮМ Системы Безопасности» обслуживает компьютерные сети и структурированные кабельные системы.
Специалисты приезжают по вызову, проводят свое исследование и подбирают самое подходящее оборудование.
Помимо поддержки сетей, которые создаются фирмой, сотрудники работают и уже существующими сетями. Осуществляется полный контроль работы сетей.
Компания «Group-IB» – занимается консалтингом и аудитом систем информационной безопасности. В основном, работает в сфере компьютерной криминалистики. Компания обеспечивает защиту крупных российских и зарубежных компаний от потери финансов и ущерба репутации.
Больше о программном, аппаратном, сетевом, техническом обеспечении компьютерных сетей можно узнать на ежегодной выставке «Связь».
Программное обеспечение компьютерных сетей включает такие компоненты как
1. Каналы передачи данных по компьютерным сетям
Для того чтобы компьютеры могли связаться между собой в сеть, они должны быть соединены между собой с помощью некоторой физической передающей среды. Основными типами передающих сред, используемых в компьютерных сетях, являются:
· аналоговые телефонные каналы общего пользования;
· узкополосные и широкополосные кабельные каналы;
· радиоканалы и спутниковые каналы связи;
· оптоволоконные каналы связи.
Следует отметить, что наряду с дискретными данными по цифровому каналу можно передавать и аналоговые информацию (голосовую, видео, факсимильную и т.д.), преобразованную в цифровую форму.
Использование в компьютерных сетях в качестве передающей среды радиоволн различной частоты является экономически эффективным либо для связи на больших и сверхбольших расстояниях (с использованием спутников), либо для связи с труднодоступными, подвижными или временно используемыми объектами.
Частоты, на которых функционируют радиосети за рубежом, обычно используют диапазон 2-40 ГГц (в особенности диапазон 4-6 ГГц). Узлы в радиосети могут быть расположены (в зависимости от используемой аппаратуры) на расстоянии до 100 км друг от друга.
Спутники обычно содержат несколько усилителей (или транспондеров), каждый из которых принимает сигналы в заданном диапазоне частот (обычно 6 или 14 ГГЦ) и регенерирует их в другом частотном диапазоне (например, 4 или 12 ГГц). Для передачи данных обычно используются геостационарные спутники, размещенные на экваториальной орбите на высоте 36000 км. Такое расстояние дает существенную задержку сигнала (в среднем 270 мс) для компенсации которой используют специальные методы.
Обмен данными по радиоканалам может вестись как с помощью аналоговых, так и цифровых методов передачи. Цифровые методы получают в последнее время преимущественное развитие, т.к. позволяют объединить наземные участки цифровых сетей и спутниковых каналов или радиоканалов в единой сети. Новым импульсом в развитии радиосетей стало появление сотовой телефонной связи, позволяющей осуществлять голосовую связь и обмен данными с помощью радиотелефонов или специальных устройств обмена данными.
Оптоволоконные каналы связи, несмотря на их более высокую стоимость по сравнению с другими видами связи, получают все большее распространение, причем не только для связи на небольшие расстояния, но и на внутригородских и междугородных участках.
В компьютерных сетях для передачи данных между узлами сети можно использовать три технологии: коммутацию каналов, коммутацию сообщений и коммутацию пакетов.
При коммутации сообщений устройства, называемые коммутаторами и выполненные на базе универсальных или специализированных компьютеров, позволяют накапливать (буферизировать) сообщения и посылать их в соответствии с заданной системой приоритетности и принципами маршрутизации другим узлам сети. Использование коммутации сообщений может увеличить время доставки сообщений по сравнению с коммутацией каналов, однако при этом сглаживаются пиковые нагрузки в сети и повышается живучесть сети.
Под топологией понимается описание свойств сети, присущих всем ее гомоморфным преобразованиям, т.е. таким изменениям внешнего вида сети, расстояний между ее элементами, их взаимного расположения, при которых не изменяется соотношение этих элементов между собой.
Топология компьютерной сети во многом определяется способом соединения компьютеров друг с другом. Топология во многом определяет многие важные свойства сети, например такие, как надежность (живучесть), производительность и др. Существуют разные подходы к классификации топологий сетей. Согласно одному из них конфигурации локальных сетей делятся на два основных класса: широковещательные и последовательные.
В широковещательных конфигурациях каждый ПК (приемо-передатчик физических сигналов) передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким конфигурациям относятся топологии “общая шина”, “дерево”, “звезда с пассивным центром”. Сеть типа “звезда с пассивным центром” можно рассматривать как разновидность “дерева”, имеющего корень с ответвлением к каждому подключенному устройству.
В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному ПК. Примерами последовательных конфигураций являются: произвольная (произвольное соединение компьютеров), иерархическая, “кольцо”, “цепочка”, “звезда с интеллектуальным центром”, “снежинка” и другие.
Наиболее оптимальной с точки зрения надежности (возможности функционирования сети при выходе строя отдельных узлов или каналов связи) является полносвязная сеть, т.е. сеть, в который каждый узел сети связан со всеми другими узлами, однако при большом числе узлов такая сеть требует большого количества каналов связи и труднореализуема из-за технических сложностей и высокой стоимости. Поэтому практически все сети являются неполносвязными.
Хотя при заданном числе узлов в неполносвязной сети может существовать большое количество вариантов соединения узлов сети, на практике обычно используется три наиболее широко распространенные (базовые) топологии ЛВС: “звезда”, “общая шина” и “кольцо”.
· шинная, когда все узлы сети подключаются к одному незамкнутому каналу, обычно называемому шиной.
Рис. Топология «Шина»
Рис. Топология «Кольцо»
Эта структура сети характеризуется тем, что информация по кольцу может передаваться только в одном направлении и все подключенные ПЭВМ могут участвовать в ее приеме и передаче. При этом абонент-получатель должен пометить полученную информацию специальным маркером, иначе могут появиться «заблудившиеся» данные, мешающие нормальной работе сети.
Как последовательная конфигурация кольцо особенно уязвимо в отношении отказов: выход из строя какого-либо сегмента кабеля приводит к прекращению обслуживания всех пользователей. Разработчики ЛВС приложили немало усилий, чтобы справиться с этой проблемой. Защита от повреждений или отказов обеспечивается либо замыканием кольца на обратный (дублирующий) путь, либо переключением на запасное кольцо. И в том, и в другом случае сохраняется общая кольцевая топология.
Рис. Топология «Звезда»
конфигурацию можно рассматривать как дальнейшее развитие структуры «дерево с корнем» с ответвлением к каждому подключенному устройству. В центре сети обычно размещается коммутирующее устройство, обеспечивающее жизнеспособность системы. ЛВС подобной конфигурации находят наиболее частое применение в автоматизированных учрежденческих системах управления, использующих центральную базу данных. Звездообразные ЛВС, как правило, менее надежны, чем сети с общей шиной или иерархические, но эта проблема решается дублированием аппаратуры центрального узла. К недостаткам можно также отнести значительное потребление кабеля (иногда в несколько раз превышающее расход в аналогичных по возможностям ЛВС с общей шиной или иерархических).
3. Дисциплина обслуживания компьютерных сетей
При работе по технологии «клиент-сервер» пользователи делят сетевые ресурсы (такие, как базы данных, файлы или принтеры) с другими пользователями.
Под сервером понимается комбинация аппаратных и программных средств, которая служит для управления сетевыми ресурсами общего доступа. Он обслуживает другие станции, предоставляя общие ресурсы и услуги для совместного использования.
В сетях с выделенным сервером в основном именно ресурсы сервера, чаще всего дисковая память, доступны всем пользователям. Серверы, разделяемым ресурсом которых является дисковая память, называются файл-серверами.
Одной из важных функций сервера является управление очередью заданий работы сетевого принтера. Сетевым принтером пользоваться можно с любой рабочей станции, независимо от места подключения его в сети. То есть каждый пользователь при наличии на это прав может отправить на сетевой принтер материалы, предназначенные для печати. Регулировать очередность доступа к сетевому принтеру будут средства сетевой операционной системы. Компьютер, к которому подключен принтер, в этом случае называется принт-сервером.
Файловый и принт-серверы обычно используются администратором сети и не предназначены для решения прикладных задач. На этих серверах устанавливается сетевая операционная система.
Каждый компьютер сети имеет уникальное сетевое имя, позволяющее однозначно его идентифицировать. Для каждого пользователя серверной сети необходимо иметь свое сетевое имя и сетевой пароль. Имена компьютеров, сетевые имена и пароли пользователей прописываются на сервере.
Для удобства управления компьютерной сетью, несколько компьютеров, имеющих равные права доступа, объединяют в рабочие группы. Рабочая группа – группа компьютеров в локальной сети.
Совокупность приемов разделения и ограничения прав доступа участников компьютерной сети к ресурсам называется политикой сети. Обеспечением работоспособности сети и ее администрированием занимается системный администратор – человек, управляющий организацией работы компьютерной сети.
Рабочая станция — это индивидуальное рабочее место пользователя. На рабочих станциях устанавливается обычная операционная система. Кроме того, на рабочих станциях устанавливается клиентская часть сетевой операционной системы. Полноправным владельцем всех ресурсов рабочей станции является пользователь, тогда как ресурсы файл-сервера разделяются всеми пользователями. В качестве рабочей станции может использоваться компьютер практически любой конфигурации. Но, в конечном счете, все зависит от тех приложений, которые этот компьютер выполняет.
В одно ранговых сетях все компьютеры, как правило, имеют доступ к ресурсам других компьютеров, т.е. все компьютеры сети являются равноправными. Одноранговая ЛВС предоставляет возможность такой организации работы компьютерной сети, при которой каждая рабочая станция одновременно может быть и сервером. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что разделяемыми ресурсами могут являться ресурсы всех компьютеров в сети и нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер. В принципе, любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Затраты на организацию одноранговых вычислительных сетей относительно небольшие. Однако при увеличении числа рабочих станций эффективность их использования резко уменьшается. Пороговое значение числа рабочих станций, по оценкам фирмы Novell, составляет 25. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме. Существует еще несколько важных проблем, возникающих в процессе работы одноранговых сетей: возможность потери сетевых данных при перезагрузке рабочей станции и сложность организации резервного копирования.
Рис. Одноранговая сеть
Поэтому одноранговые ЛВС используются только для небольших рабочих групп, а все сетевые архитектуры для крупномасштабных сетей поддерживают технологию «клиент-сервер».
4. Сетевое оборудование
Технические средства коммуникаций составляют кабели (экранированная и неэкранированная витая пара, коаксиальный, оптоволоконный), коннекторы и терминаторы, сетевые адаптеры, повторители, разветвители, мосты, маршрутизаторы, шлюзы, а также модемы, позволяющие использовать различные протоколы и топологии в единой неоднородной системе.Сетевая карта (адаптер) — устройство для подключения компьютера к сетевому кабелю.
В качестве физической среды для обмена информацией обычно используются: толстый (thick) коаксиальный кабель, тонкий (thin) коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель и неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted-Pair, UTP).
Организация и программное обеспечение компьютерных сетей
Вы будете перенаправлены на Автор24
Программное обеспечение компьютерных сетей — это программные приложения, которые обеспечивают коллективный доступ к сетевым ресурсам.
Предназначение программного обеспечения компьютерных сетей
Программное обеспечение компьютерных сетей предназначено для обеспечения организации общего доступа к вычислительным и сетевым ресурсам данных. С его помощью также выполняется необходимое перераспределение сетевых ресурсов для реализации оперативной информационной обработки при максимуме загрузки аппаратуры, и при аварийных отказах каких-либо технических устройств. Программное обеспечение сети составлено из нескольких слоёв. Они имеют разные размеры, но функционируют как одна целая программа. Все слои программного обеспечения сети предназначены для решения отдельных конкретных задач.
Сетевое программное обеспечение состоит из трёх главных слоёв:
Составляющие программного обеспечение компьютерных сетей
Диапазон выбора серверных операционных систем корпоративной сети на основе персональных компьютеров достаточно обширен. Например, это могут быть: Windows NT, OS/2, Novell NetWare, UNIX и Mac OS с сетевыми службами Apple Share и AppleTalk. Обычно, перечисленные операционные системы могут быть использованы и как клиентское программное обеспечение, и как серверное программное обеспечение. Помимо этого, у операционных систем иногда есть «младший» вариант для персональных компьютеров. Программные приложения Windows NT Workstation, OS/2 Workstation, по сути, являются немного более простыми вариантами аналогичного программного обеспечения, которое работает на серверах.
Готовые работы на аналогичную тему
Операционные системы для сетей проектируются, чтобы решать глобальные задачи. Они обрабатывают и обслуживают поступающие в большом количестве, и часто одновременно, клиентские запросы. Помимо этого, операционная система сети выполняет проверку регистрационных пользовательских данных, их паролей и правового уровня.
Программное обеспечение сети служит для управления параллельной работой пользовательского коллектива на своих отдельных персональных компьютерах. Оно даёт возможность выполнить организацию общей файловой структуры, общей информационной базы. Кроме этого, программное обеспечение сети позволяет пользователям обмениваться информационными сообщениями и работать над совместными проектами, управляет раздачей ресурсных возможностей.
Под прокси-сервером понимается программа, которая подключает пользователей локальных сетей к сети интернет посредством одного внешнего IP-адреса. Программа прокси-сервера даёт возможность централизованного управления подключениями к сети интернет при посредстве особого набора правил. Имеется возможность формулировать эти правила работы в сети Интернет, отфильтровывать потенциально вредную информацию, осуществлять контроль безопасности работы пользователя в сети. Можно, также, организовать гибкие тарифные планы и организовать методику учёта трафика.
Межсетевой экран или брандмауэр является комплексом аппаратного и программного обеспечения, который осуществляет функции контроля и фильтрации пересылаемых через него информационных пакетов сети. Главным предназначением межсетевого экрана считается обеспечение защиты компьютерной сети или какого-либо её узла от вредоносного проникновения. Все сетевые подключения контролируются межсетевым экраном, который выполняет анализ правильности подключения и либо разрешает его, либо блокирует.
В состав программного обеспечения компьютерных сетей входит также программа фильтрации спама. Её задачей является защита почтового ящика пользователя спама, то есть бесплатных рекламных рассылок и других, являющихся ненужными для пользователя, электронных писем. Данное приложение очень легко устанавливается и отлично совмещается со всеми почтовыми приложениями. Для начала использования Spamprotexx, требуется просто выполнить его запуск и организовать в почтовом приложении пользователя папку «спам». Программа фильтрации спама станет перемещать в неё сообщения, которые считаются спамом. То есть фактически, программа спам-фильтра выполняет только сортировку писем, а не их удаление. Такой подход имеет положительную сторону, поскольку программа фильтрации не удаляет письма, исключая возможность потери какого-либо нужного пользователю сообщения, ошибочно принятого за спам, а лишь перекладывает его в другую папку. Эта процедура облегчает просмотр входящих сообщений и, при этом, сберегает полезные письма при ошибочных действиях фильтра спама. Аналогичные результаты могут быть достигнуты другим приложением при одновременном применении системы обновления «чёрных» списков в онлайн режиме, применения шаблонов писем и использования системы интеллектуальной и смысловой проверки входящих писем.
В состав программного обеспечения компьютерных сетей обязательно включаются и антивирусные программы. Это программные приложения, которые созданы для обнаружения и ликвидации вирусной угрозы. А также защиты от спама, атак хакеров и троянских вложений. Антивирусная программа гарантирует отсутствие вирусов на персональном компьютере, поскольку осуществляет непрерывный контроль всех потенциальных источников вирусного заражения, таких как электронная почта, собственно сеть интернет, а также внешние информационные носители.
Материал к практическому занятие «Программное и аппаратное обеспечение компьютерных сетей»
Содержимое разработки
«Программное и аппаратное обеспечение компьютерных сетей»
Цель работы: изучение состава аппаратного и программного обеспечения сетей.
Оборудование: теоретический материал.
Вычислительная сеть — это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов.
Аппаратное обеспечение компьютерных сетей составляют провода и кабели (витая пара, коаксиальный, оптоволоконный), сетевые карты (адаптеры) коммутационные панели (кросс-панели), коннекторы, повторители, разветвители, мосты, маршрутизаторы, шлюзы и другие компоненты, позволяющие использовать различные протоколы и топологии в единой неоднородной системе.
Компьютерные сети могут работать в различных режимах: обмена данными между абонентами сети, запроса и выдачи информации, сбора информации пакетной обработки данных по запросам пользователей с удаленных терминалов, в диалоговых режимах.
Использование вычислительных сетей дает предприятию следующие возможности:
разделение дорогостоящих ресурсов;
улучшение доступа к информации;
быстрое и качественное принятие решений;
свобода в территориальном размещении компьютеров.
Программное обеспечение сетей ЭВМ в расширенном варианте составляют:
сетевые операционные системы;
сетевые драйвера, протоколы, службы и другое дополнительное программное обеспечение сетевых интерфейсов;
прикладное сетевое программное обеспечение.
Состав сетевого программного обеспечения компьютерных сетей
Общее сетевое программное обеспечение включает в себя:
■ браузер – программа просмотра веб-страниц;
■ HTML-редакторы – редакторы, предназначенные для создания веб-страниц;
■ графические веб-средства – средства, предназначенные для оптимизации графических элементов веб-страниц;
■ машинные переводчики – программные средства, предназначенные для просмотра веб-страниц на различных языках;
■ антивирусные сетевые программы – программы, предназначенные для предотвращения попадания программных вирусов на компьютер пользователя или распространения его по локальной сети фирмы.
Системное программное обеспечение включает в себя:
■ операционную систему – обязательная часть системного программного обеспечения, гарантирующая эффективное функционирование ЭВМ в различных режимах, организующая выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ЭВМ;
■ сервисные программы – программы, которые расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю и его программам набор дополнительных услуг;
■ систему технического обслуживания – система, которая облегчает диагностику, тестирование оборудования и поиск неисправностей в ПК.
При этом под сетевым протоколом понимается набор правил поведения сетевых узлов при передаче-приеме информации.
Под сетевыми службами понимается набор программного обеспечения сетевого обеспечения узкоспециального назначения, например:
— службы контроля трафика сетей,
— службы использования доступа к разделяемым ресурсам,
— доменные службы и др.
Одной из основных характеристик линий или каналов связи является скорость передачи данных (пропускная способность). Скорость передачи данных – количество бит информации, передаваемой за единицу времени.
Для вычисления скорости передачи информации нужно поделить информационный объём (в битах) на время передачи информации (в секундах). 
Примеры решения задач:
1. Скорость передачи данных через АDSL-соединение равна 256 000 бит/с. Передача файла через это соединение заняла 10 минут. Определите размер файла в килобайтах.
Задание №1. Ответьте на вопросы:
Какие возможности дает использование вычислительных сетей?
В каких режимах могут работать компьютерные сети?
Перечислите основные аппаратные компоненты компьютерных сетей.
Чем отличается активное оборудование от пассивного?
Что такое сетевой протокол?
Что такое сетевая служба?
В чем отличие понятий «клиент» и «сервер»?
Что такое скорость передачи данных и чему она равна? Укажите основные единицы измерения скорости информации.
Задание №2. Заполните схему по образцу
Задание №3. Решите задачу.
Через канал связи со скоростью 50 Кбит/с передают файл объемом 3 072 000 байт. Сколько минут будет передаваться файл?