Что называется компьютерной сетью? Компьютерные сети: виды, функции, топология Для чего служит компьютерная сеть.
ВВЕДЕНИЕ.
Современный прогресс человечества связан в первую очередь с глобальной информатизацией всего мирового сообщества. Уместно отметить, что современные компьютерные сети являются системой, возможности и характеристики которой в целом существенно превышают соответствующие показатели простой суммы составляющих элементов сети персональных компьютеров при отсутствии взаимодействия между ними.
Достоинства компьютерных сетей обусловили их широкое распространение в информационных системах кредитно-финансовой сферы, органов государственного управления и местного самоуправления, предприятий и организаций.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ.
Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.
Все компьютерные сети без исключения имеют одно назначение-обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. Слово ресурс очень удобное. Ресурсы бывают трех видов: аппаратные, программные, информационные.
Аппаратные ресурсы – это, когда все участники компьютерной сети пользуются одним аппаратом, например, принтером или используют один компьютер с увеличенной емкостью жесткого диска (файловый сервер), на котором хранят свои архивы и результаты работы.
Компьютерные сети позволяют совместно использовать программные ресурсы . Так, например, для выполнения сложных и продолжительных расчетов можно подключиться к удаленной большой ЭВМ и отправить вычислительное задание на нее, по окончании расчетов получить результат обратно.
Данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, образуют информационный ресурс , например, Интернет.
По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные.
Искусственные сети (псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах.
Реальные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных.
По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, региональными и городскими.
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.
низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
среднескоростные (до 100 Мбит/с),
высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
Городская сеть (MAN - Metropolitan Area NetWork) - сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города.
Региональные - расположенные на территории города или области.
Сети, в пределах одного здания, объединяющие от 2 до 300 компьютеров, которые принадлежат обычно одной организации (или одной семье), называются локальными вычислительными сетями.
Глобальные сети - WAN (Worldwide Area Network) объединяют сотни, тысячи узлов во многих странах мира.
ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ.
Локальная компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи, обеспечивающая пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров. Часто дешевле создать локальную сеть и установить один принтер на все подразделение, чем приобретать по принтеру для каждого рабочего места. Файловый сервер сети позволяет обеспечить и совместный доступ к программам.
У локальной сети есть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело с множеством автономных компьютеров. Если в учебном классе есть локальная сеть, то она тоже выполняет административную функцию, позволяя контролировать ход занятий учащихся.
Конфигурация локальной сети называется топологией.
1. Наиболее простой вид топологии - шина. В такой сети все компьютеры подключены к одному кабелю.
2. На шину похожа и структура, которую называют кольцо.
3. Для локальных сетей, основанных на файловом сервере, может применяться схема звезда.
4. От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения. Топологию выбирают, исходя из потребностей предприятия.
Локальная сеть создаётся для рационального использования компьютерного оборудования и эффективной работы сотрудников.
Характерная особенность локальных сетей - наличие связывающего всех абонентов высокоскоростного канала связи для передачи информации в цифровом виде. Существуют проводные и беспроводные каналы. Каждый из них характеризуется определенными значениями существенных с точки зрения организации локальных сетей параметров:
Скорости передачи данных;
Максимальной длины линии;
Помехозащищенности;
Механической прочности;
Удобства и простоты монтажа;
Стоимости.
Существуют проводные и беспроводные каналы. В настоящее время обычно применяют четыре типа сетевых кабелей:
Коаксиальный кабель;
Незащищенная витая пара;
Защищенная витая пара;
Волоконно-оптический кабель.
Первые три типа кабелей передают электрический сигнал по медным проводникам. Волоконно-оптические кабели передают свет по стеклянному волокну.
Беспроводная связь на радиоволнах СВЧ диапазона может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там, где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Для обеспечения согласованной работы в сетях передачи данных используются различные коммуникационные протоколы передачи данных – наборы правил, которых должны придерживаться передающая и принимающая стороны для согласованного обмена данными.
Протоколы – это наборы правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи. Протоколы – это правила и технические процедуры, позволяющие нескольким компьютерам при объединении в сеть общаться друг с другом.
Существует множество протоколов. Протоколы работают на разных уровнях модели взаимодействия открытых систем OSI/ISO. Среди множества протоколов наиболее распространены следующие:
IPX/SPX и NWLmk;
Набор протоколов OSI.
3. ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ.
Глобальная сеть (ГВС или WAN - World Area NetWork) - сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.
Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой. Фактически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень.
Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).
Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня , занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol).
Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).
Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).
Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).
Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.
К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления.
ВЫВОД:
Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.
Все компьютерные сети без исключения имеют одно назначение-обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. Ресурсы бывают трех видов: аппаратные, программные, информационные. По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные. По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные. По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, региональными и городскими.
Локальная компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи, обеспечивающая пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров. Локальная сеть создаётся для рационального использования компьютерного оборудования и эффективной работы сотрудников.
Глобальная сеть (ГВС или WAN - World Area NetWork) - сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.
Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Internet – постоянно развивающаяся сеть, у которой ещё всё впереди, будем надеяться, что наша страна не отстанет от прогресса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. «Интернет у вас дома», С. В. Симонович, В. И. Мураховский, ООО «АСТ-Пресс Книга», Москва 2002.
2. Герасименко В.Г., Нестеровский И.П., Пентюхов В.В. и др. Вычислительные сети и средства их защиты: Учебное пособие/
3. Герасименко В.Г., Нестеровский И.П., Пентюхов В.В. и др. – Воронеж: ВГТУ, 1998.
4. Малышев Р.А. Локальные вычислительные сети: Учебное пособие/ РГАТА. – Рыбинск, 2005.
5. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы /В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - СПб.: Питер, 2002.
6. Маслова М. В. Компьютерные сети. Мурманск: 2004.
7. Симонович С.В. Информатика.Базовый курс. 2-е издание. / под редакцией С.В. Симонович – СПб.: Питер, 2008.
ВВЕДЕНИЕ.
Компьютерные сети.
Локальные компьютерные сети.
Глобальные компьютерные сети.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
- (network) Несколько соединенных между собой компьютеров. Обычно компьютеры, объединенные в сеть и называема узлами сетей (nodes), находятся в разных местах одной организации, региона или даже континента. Связь между ними обеспечивают специальные… … Словарь бизнес-терминов
КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ, ряд компьютеров, соединенных в единую систему так, что они могут сообщаться друг с другом. Типичным примером является локальная сеть, объединяющая все компьютеры, находящиеся в одном здании. Такая сеть позволяет сотрудникам… … Научно-технический энциклопедический словарь
Сеть ЭВМ, совокупность удалённых друг от друга ЭВМ, соединённых линиями передачи данных и способных к взаимному согласованному обмену информацией в процессе своей работы. К. с. обеспечивает каждому пользователю доступ к информации любой ЭВМ,… … Естествознание. Энциклопедический словарь
компьютерная сеть - Совокупность рабочих станций, соединенных между собой с помошью сетевого оборудования и среды передачи данных. Примеры сочетаний: network access доступ к компьютерной сети network backbone сетевая магистраль network database сетевая СУБД СУБД,… … Справочник технического переводчика
Сеть ЭВМ, совокупность удалённых друг от друга ЭВМ, соединённых линиями передачи данных и способных к взаимному согласованному обмену информацией в процессе своей работы. Компьютерная сеть обеспечивает каждому пользователю доступ к информации… … Энциклопедический словарь
Совокупность компьютеров, связанных каналами передачи информации, необходимого программного обеспечения и технических средств, предназначенных для организации распределённой обработки информации. В такой системе любое из подключённых устройств… … Энциклопедия техники
У этого термина существуют и другие значения, см. WAN (значения). У этого термина существуют и другие значения, см. ГВС. Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) компьютерная сеть, охватывающая большие… … Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Абилин. Абилин (англ. Abilene Network) экспериментальная высокоскоростная компьютерная сеть в США, созданная некоммерческим консорциумом Интернет2. Сеть объединяет более 230… … Википедия
Запрос «LAN» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Запрос «ЛВС» перенаправляется сюда. Cм. также другие значения. Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть; (англ. Local Area Network, LAN) компьютерная сеть, покрывающая… … Википедия
- (локальная вычислительная сеть), компьютерная сеть, поддерживающая в пределах ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи информации, предоставляемых подключаемым устройствам для кратковременного монопольного… … Энциклопедический словарь
Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net - сеть, и work - работа) - это система обмена информацией между компьютерами. Представляет собой совокупность трех компонент:
- сети передачи данных (включающей в себя каналы передачи данных и средства коммутации);
- компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных;
- сетевого программного обеспечения.
Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.
Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей .
Ветвь сети - это путь, соединяющий два смежных узла.
Узлы сети бывают трёх типов:
- оконечный узел - расположен в конце только одной ветви;
- промежуточный узел - расположен на концах более чем одной ветви;
- смежный узел - такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.
Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.
Наиболее распространенные виды топологий сетей:
Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.
Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.
Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. Важнейшая характеристика компьютерной сети - её архитектура.
Наиболее распространённые архитектуры:
- Ethernet (англ. ether - эфир) - широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология - линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек.
- Arcnet (Attached Resource Computer Network - компьютерная сеть соединённых ресурсов) - широковещательная сеть. Физическая топология - дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек.
- Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) - кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов - маркера - из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек.
- FDDI (Fiber Distributed Data Interface ) - сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи - 100 Мбит/сек. Топология - двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети - 1000. Очень высокая стоимость оборудования.
- АТМ (Asynchronous Transfer Mode ) - перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи оптические.
2.23. Как соединяются между собой устройства сети?
1. Введение
2. Компьютерные сети
2.1 Локальные сети
2.1.2 Архитектурный принцип построения сетей
2.1.3 Топология локальных сетей
2.2 Глобальные сети
2.2.1 Характеристика глобальной сети
2.2.2 Структура глобальной сети
2.2.3 Типы глобальных сетей
2.2.4 Пример глобальной сети – Интернет
4. Список используемой литературы
1. Введение
Попробуем представить себе мир примерно тридцать пять - сорок лет назад. Мир без общедоступных компьютерных сетей. Мир, в котором каждый компьютер должен был иметь собственное хранилище данных и собственный принтер. Мир, в котором не было электронной почты и систем обмена мгновенными сообщениями (например, ICQ). Как ни странно это звучит сейчас, но до появления компьютерных сетей все это было именно так.
Компьютеры - важная часть сегодняшнего мира, а компьютерные сети серьезно облегчают нашу жизнь, ускоряя работу и делая отдых более интересным.
Практически сразу после появления ЭВМ возник вопрос о налаживании взаимодействия компьютеров друг с другом, чтобы более эффективно обрабатывать информацию, использовать программные и аппаратные ресурсы. Появились и первые сети, в то время объединявшие только большие ЭВМ в крупных компьютерных центрах. Однако настоящий "сетевой бум" начался после появления персональных компьютеров, быстро ставших доступными широкому кругу пользователей - сначала на работе, а затем и дома. Компьютеры стали объединять в локальные сети, а локальные сети - соединять друг с другом, подключать к региональным и глобальным сетям. В результате за последние пятнадцать–двадцать лет сотни миллионов компьютеров в мире были объединены в сети, и более миллиарда пользователей получили возможность взаимодействовать друг с другом.
2. Компьютерные сети
При физическом соединении двух и более компьютеров образуются компьютерные сети.
Компьютерная сеть - система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило - различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.
Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:
1) обеспечением совместной работы компьютеров и других устройств коллективного пользования (принтера, сканера и т.п.);
2) обеспечением доступа и совместного использования аппаратных, программных и информационных ресурсов сети (дискового пространства, коллективных баз данных и др.).
Компьютерные сети распределяются на:
а) вычислительные;
б) информационные;
в) смешанные (информационно-вычислительные).
Вычислительные сети предназначены главным образом для решения заданий пользователей с обменом данными между их абонентами. Информационные сети ориентированы в основном на предоставление информационных услуг пользователям. Смешанные сети совмещают функции первых двух.
2.1 Локальные сети
2.1.1 Определение локальной сети
Способов и средств обмена информацией за последнее время предложено множество: от простейшего переноса файлов с помощью дискеты до всемирной компьютерной сети Интернет, способной объединить все компьютеры мира. Какое же место в этой иерархии отводится локальным сетям?
Чаще всего термин " локальные сети " или "локальные вычислительные сети" (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть это такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых современных локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не точно. Например, некоторые локальные сети легко обеспечивают связь на расстоянии нескольких десятков километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, даже целого города.
Неверно и довольно часто встречающееся определение локальной сети как малой сети, которая объединяет небольшое количество компьютеров. Действительно, как правило, локальная сеть связывает от двух до нескольких десятков компьютеров. Но предельные возможности современных локальных сетей гораздо выше: максимальное число абонентов может достигать тысячи.
Наверное, наиболее точно было бы определить как локальную, такую сеть, которая позволяет пользователям не замечать связи. Еще можно сказать, что локальная сеть должна обеспечивать прозрачную связь. По сути, компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются, в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Под удобством в данном случае понимается высокая реальная скорость доступа, скорость обмена информацией между приложениями, практически незаметная для пользователя. При таком определении становится понятно, что ни медленные глобальные сети, ни медленная связь через последовательный или параллельный порты не подпадают под понятие локальной сети.
Из данного определения следует, что скорость передачи по локальной сети обязательно должна расти по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров.
Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой - высокая скорость передачи информации по сети. Но это еще не все, не менее важны и другие факторы.
В частности, принципиально необходим низкий уровень ошибок передачи, вызванных как внутренними, так и внешними факторами. Ведь даже очень быстро переданная информация, которая искажена ошибками, просто не имеет смысла, ее придется передавать еще раз. Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые высококачественные и хорошо защищенные от помех линии связи.
Особое значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с большими нагрузками, то есть с высокой интенсивностью обмена. Ведь если механизм управления обменом, используемый в сети, не слишком эффективен, то компьютеры могут подолгу ждать своей очереди на передачу. И даже если эта передача будет производиться затем на высочайшей скорости и безошибочно, для пользователя сети такая задержка доступа ко всем сетевым ресурсам неприемлема. Ему ведь не важно, почему приходится ждать.
Механизм управления обменом может гарантированно успешно работать только в том случае, когда заранее известно, сколько компьютеров (или, как еще говорят, абонентов, узлов), допустимо подключить к сети. Иначе всегда можно включить столько абонентов, что вследствие перегрузки забуксует любой механизм управления. Наконец, сетью можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты.
Таким образом, сформулировать отличительные признаки локальной сети можно следующим образом:
1) Высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность сети.
2) Низкий уровень ошибок передачи (высококачественные каналы связи).
3) Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети.
4) Заранее четко ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.
При таком определении понятно, что глобальные сети отличаются от локальных прежде всего тем, что они рассчитаны на неограниченное число абонентов. Кроме того, они используют (или могут использовать) не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи. А механизм управления обменом в них не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования.
Нередко выделяют еще один класс компьютерных сетей - городские, региональные сети (MAN, Metropolitan Area Network), которые обычно по своим характеристикам ближе к глобальным сетям, хотя иногда все-таки имеют некоторые черты локальных сетей, например, высококачественные каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. В принципе городская сеть может быть локальной со всеми ее преимуществами.
Правда, сейчас уже нельзя провести четкую границу между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную. Но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети.
По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всего локальные сети используются для разделения (совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. Полноценными абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например, принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают также возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что многократно ускоряет решение сложных математических задач. С их помощью, как уже упоминалось, можно управлять работой технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.
Опишите организацию хранения файлов на дисках компьютера.
Перечислите функции операционной системы по обслуживанию файловой структуры.
Виды компьютерных сетей.
В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:
· локальные сети;
· региональные сети;
· глобальные сети.
Локальные сети (ЛС) представляющие собой самую элементарную форму сетей, соединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Каждый ПК в локальной сети называется рабочей станцией или сетевым узлом.
Региональные сети связывают абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, внутри города, экономического района.
Глобальные сети объединяют абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах, позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.
Любая компьютерная сеть характеризуется: топологией, протоколами, интерфейсами, сетевыми техническими и программными средствами.
Топология - компьютерной сети отражает структуру связей между ее основными функциональными элементами.
Сетевые технические средства - это различные устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.
Сетевые программные средства - осуществляют управление работой компьютерной сети и обеспечивают соответствующий интерфейс с пользователями.
Протоколы - представляют собой правила взаимодействия функциональных элементов сети.
Интерфейсы - средства сопряжения функциональных элементов сети.
2, Базовые сетевые топологии.
Топология локальной сети
При создании сети в зависимости от задач, которые она должна будет выполнять, может быть реализована одна из четырех сетевых топологий.
1. Наиболее простой вид топологии - шина. В такой сети все компьютеры подключены к одному кабелю. Рабочие станции с помощью сетевых адаптеров подключаются к общей магистрали /шине/ (рис. 1).
|
На шину похожа и структура, которая называется кольцо. Здесь компьютеры также соединяются друг с другом в виде замкнутого кольца (рис. 2).
2. Для локальных сетей, основанных на файловом сервере, может применяться схема звезда. Характеризуется наличием центрального узла коммутации – сетевого сервера, которому или через который посылаются все сообщения (рис.3).
От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения Топологию выбирают исходя из потребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем оптимально может быть применена схема снежинка, в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия (рис. 4).
3. Сетевые технические средства.
Базовые компоненты и технологии, связанные с архитектурой локальных или территориально-распределенных сетей, могут включать в себя:
Аппаратное обеспечение:
o Серверы
o Сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card)
o Концентраторы
o Коммутаторы
o Маршрутизаторы (территориально-распределенные сети)
o Серверы удаленного доступа (территориально-распределенные сети)
o Модемы (территориально-распределенные сети).
Кабели. Данные по кабелю передаются в виде пакетов, пересылающихся с одного сетевого устройства на другое. Существует несколько типов кабелей, каждый из которых имеет свои преимущества.
Кабель типа "витая пара" (ТР, Twisted Pair) бывает двух видов: экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair) и неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair). Оба типа кабеля состоят из пары скрученных медных проводов.
Тонкий и толстый коаксиальный кабель
Это типы кабеля аналогичны стандартному телевизионному кабелю. Поскольку с такими кабелями труднее работать, в новых инсталляциях практически всегда применяется витая пара или оптоволоконный кабель.
Оптоволоконный кабель
Оптоволоконный кабель поддерживает скорость передачи данных (в виде пакетов) 10, 100 или 1000 Мбит/с. Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Хотя этот кабель гораздо дороже и сложнее в инсталляции, чем UTP, он часто применяется в центральных магистральных сетях, поскольку обеспечивает полную защиту от электрических помех и позволяет передавать информацию на очень большие расстояния. Кроме того, благодаря совершенствованию оптоволоконной технологии данный кабель становится все более приемлемым по цене.
Серверы
Сервер в сети клиент/сервер представляет собой ПК с жестким диском большой емкости, на котором можно хранить приложения и файлы, доступные для других ПК в сети. Сервер может также управлять доступом к периферийным устройствам (таким как принтеры) и используется для выполнения сетевой операционной системы (NOS, Network Operating System).
Сетевые интерфейсные платы
Сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card) устанавливаются на настольных и портативных ПК. Они служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети. Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования требованиям к производительности. Характеризуются по скорости передачи данных и способах подключения к сети.
Концентраторы
В структурированной кабельной конфигурации все входящие в сеть ПК взаимодействуют с концентратором (или коммутатором).
Hab (хаб; концентратор) - устройство множественного доступа, выполняющее роль центральной точки соединения в топологии "физическая звезда". Наряду с традиционным названием "концентратор" в литературе встречается также термин "хаб".
Коммутатор
Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или концентратору), подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на сегмент.
Маршрутизаторы могут выполнять следующие простые функции:
Подключение локальных сетей (LAN) к территориально-распределенным сетям (WAN).
Соединение нескольких локальных сетей.
Маршрутизаторы зависят от используемого протокола (например, TCP/IP, IPX, AppleTalk) и, в отличие от мостов и коммутаторов, функционирующих на втором уровне, работают на третьем или седьмом уровне модели OSI. Производительность маршрутизатора в плане объема передаваемых данных в секунду обычно пропорциональна его стоимости. Поскольку маршрутизатор работает на основе протокола, он может принимать решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими факторами, как стоимость, скорость доставки и т.д. Кроме того, маршрутизаторы позволяют эффективно управлять трафиком широковещательной рассылки, обеспечивая передачу данных только в нужные порты.
Модемы
Модемы позволяют пользователям ПК обмениваться информацией и подключаться к Internet по обычным телефонным линиям. Название "модем" обусловлена от функцией устройства и означает "модулятор/демодулятор". Модем модулирует цифровые сигналы, поступающие от ПК, в аналоговые сигналы, передаваемые по телефонной сети общего пользования, а другой модем демодулирует эти сигналы на приемном конце, снова преобразуя их в цифровую форму.
4. Сетевые программные средства.
Сетевое программное обеспечение состоит из трех частей:
· общего программного обеспечения;
· системного программного обеспечения;
· специального программного обеспечения
Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам.
Сетевая операционная система
Сетевая операционная система (NOS, Network Operating System) - это программное обеспечение, применяемое на каждом подключенном к сети ПК. Оно осуществляет управление и координирует доступ к сетевым ресурсам. Сетевая ОС отвечает за маршрутизацию сообщений в сети, разрешение конфликтов при конкуренции за сетевые устройства и работу с операционной системой ПК, например Windows 95, Windows NT, UNIX, Macintosh или OS/2.
Сетевая ОС обеспечивает совместную работу с файлами и приложениями. Такие ресурсы, находящиеся на одной рабочей станции, могут совместно использоваться, передаваться или изменяться с другой рабочей станции. Сетевая ОС выполняет роль регулировщика трафика, предоставляет сервис каталога, обеспечивает контроль полномочий в системе защиты и реализует функции управления сетью. В число популярных сетевых ОС входят Windows NT Server, Novell NetWare и Banyan VINES.
5. Сетевые технологии
Сетевая технология – это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств (например, сетевых адаптеров, драйверов, кабелей и разъемов), достаточный для построения вычислительной сети.
Ethernet. Ethernet - самая популярная технология построения локальных сетей. Другие базовые сетевые технологии – Token Ring, FDDI, - хотя и обладают многими индивидуальными чертами, в то же время имеют много общих черт.
Технологии с кольцевой архитектурой. Технологии Token Ring и FDDI используются для создания эстафетных сетей с маркерным доступом. Они образуют непрерывное кольцо, в котором в одном направлении циркулирует специальная последовательность битов, называемая маркером (token). Маркер передается по кольцу, минуя каждую рабочую станцию в сети. Рабочая станция, располагающая информацией, которую необходимо передать, может добавить к маркеру кадр данных. В противном случае (при отсутствии данных) она просто передает маркер следующей станции. Сети Token Ring функционируют со скоростью 4 или 16 Мбит/с и применяются главным образом в среде IBM.
Fast Ethernet
В сети Fast Ethernet применяется та же базовая технология, что и в Ethernet Сети Fast Ethernet позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/с, то есть в десять раз быстрее Ethernet
Gigabit Ethernet
Сети Gigabit Ethernet совместимы с сетевой инфраструктурой Ethernet и Fast Ethernet, но функционируют со скоростью 1000 Мбит/с - в 10 раз быстрее Fast Ethernet.
6. Электронная почта.
Электронная почта (E-Mail). Эта служба также является одной из наиболее ранних. Ее обеспечением в Интернете занимаются специальные почтовые серверы. Обратите внимание на то, что когда мы говорим о каком-либо сервере, не имеется в виду, что это специальный выделенный компьютер. Здесь и далее под сервером может пониматься программное обеспечение. Таким образом, один узловой компьютер Интернета может выполнять функции нескольких серверов и обеспечивать работу различных служб, оставаясь при этом универсальным компьютером, на котором можно выполнять и другие задачи, характерные для средств вычислительной техники.
Почтовые серверы получают сообщения от клиентов и пересылают их по цепочке к почтовым серверам адресатов, где эти сообщения накапливаются. При установлении соединения между адресатом и его почтовым сервером происходит автоматическая передача поступивших сообщений на компьютер адресата.
Принципы работы электронной почты.
Система электронной почты состоит из трех компонентов:
Пользовательского агента - позволяет пользователям читать и составлять сообщения.
Транспортного агента - пересылает сообщения с одной машины на другую.
Доставочного агента - помещает сообщения в почтовые ящики пользователей-получателей.
Пользовательские агенты.
Программы, которые позволяют пользователям читать и составлять почтовые сообщения. Примерами этих агентов могут служить программа Internet Mail в Windows 95,команда mail в UNIX.
Транспортные агенты.
Программы, которые принимают почту от пользовательского агента, интерпретируют адреса пользователей и пере направляет почту на соответствующие компьютеры для последующей доставки. Кроме этого транспортный агент принимает входящую почту от других транспортных агентов.
Доставочные агенты.
Программы, которые принимают почту от транспортного агента и доставляют ее соответствующим пользователям. Почта может доставляться конкретному лицу, в список рассылки, в файл, в программу и т.п. Для обслуживания получателей каждого типа необходим отдельный агент mail - доставочный агент локальных пользователей.
Адресация в системе электронной почты
Есть два вида адресов электронной почты: маршрутно-зависимые и маршрутно-независимые. При использовании первого способа адресации требуется чтобы, отправитель знал промежуточные машины, через которые должно пройти сообщение, для того чтобы попасть в пункт назначения. В адресе второго вида просто указывается пункт назначения. UUCP-адреса являются маршрутно-зависимыми, а Internet-адреса (обычно) от маршрута не зависят.
Электронно-почтовый Internet-адрес имеет следующий формат пользователь@машина , где знак @ отделяет имя пользователя от обозначения машины. Почта доставляется в почтовый ящик пользователя на машине.
7. Сеть INTERNET
В настоящее время в мире насчитываются сотни тысяч больших и малых сетей. Большинство из них уже соединены. Так постепенно образовалось единое информационное поле, состоящее из миллионов взаимосвязанных компьютеров. Это единое информационное пространство я называют Интернетом. Самое простое определение звучит так: Интернет - это сеть сетей.
Физически структуру Интернета составляют компьютеры самых разных типов. Те из них, которые подключены постоянно и участвуют в передаче данных между другими участниками сети, называются серверами. Несмотря на то, что многие из серверов несовместимы программно, вся система функционирует надежно благодаря тому, что каждый сервер использует стандартный протокол передачи данных - TCP/IP.
Адреса Интернета
Протокол ТСР/ТР - это на самом деле не один протокол, а два. Первый - TCP отвечает за то, как информация разделяется на пакеты и как потом собирается в полный документ. Второй протокол - IP - отвечает за то, как эти пакеты передаются в сети и как они достигают адресата.
Все компьютеры, включенные во всемирную сеть, работают в автоматическом режиме, без участия людей. Промежуточные серверы, пересылающие пакеты, не могут и не должны знать, где находятся отправитель и получатель. Их задача простая - переслать пакет своему соседу, который находится к получателю ближе, чем они сами. Что такое «ближе» и что такое «дальше», сервер определяет по четырем байтам адреса, например 198.137.240.100. Такая форма записи адреса называется IP-адресом. Эта форма удобна для компьютеров, но неудобна для людей. Запоминать такие адреса трудно. Поэтому существует и другая, более удобная форма записи, использующая систему имен доменов (DNS).
