Содержание
Введение1. Локальные и глобальные сети. Назначение сетей2. Топология локальной компьютерной сети3. Основные компоненты компьютерной сети4. Программные компоненты компьютерной сети5. Отказоустойчивость и надежность хранения данных в локальных сетяхЗаключениеСписок использованных источников
Введение
Создание компьютерный сетей вызвано потребностью совместного использования информации на удаленных друг от друга компьютерах.
Основное назначение компьютерных сетей – совместное использование ресурсов и осуществление связи как внутри одной организации, так и за ее пределами.
Ресурсы – это данные, приложения, периферийные устройства, такие, как cd-rom, принтер.
Все сети делятся на три типа:
Локальной сетью обычно называют несколько независимых компьютеров, которые соединены между собой какими-то проводами. Если говорить более грамотным техническим языком, — снабжены коммуникационным оборудованием и подключены к единому каналу передачи данных. Если посмотреть на локальную сеть со стороны — это вечно спотыкающиеся о провода люди, крики пользователей «у всех есть сеть?», лазерный принтер, давно перекрывший свой месячный ресурс печати и страдающий хронической бумажной недостаточностью.
Согласно определению сети ЭВМ международной организации по стандартизации, сеть ЭВМ — это последовательная бит-ориентированная передача информации между связанными друг с другом независимыми устройствами. Эта сеть обычно находится в частном ведении пользователя и занимает некоторую ограниченную территорию.
Нужна помощь в написании?
Понятие «локальная вычислительная сеть» — ЛВС (LAN — Local Area Network) больше относится к географически ограниченным понятиям. Компьютеры такой сети обычно расположены на небольшом расстоянии друг от друга (порядка 1 километра). Это обеспечивает «локальность» сети. Типичная локальная сеть — это сеть масштаба офиса. Большие расстояния подразумевают уже другие способы обмена данными и другие виды коммуникационного оборудования, отличные от применяемых в локальных сетях. Такие сети принято называть «глобальными».
1. Локальные и глобальные сети. Назначение сетей
компьютер локальный вычислительный сеть
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей, удаленных друг от друга компьютеров, в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, а также одновременной обработки документов.
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении или в одном здании.
В небольших локальных сетях обычно все компьютеры равноправны, и такие сети называются одноранговыми. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов и программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а сама сеть — сетью на основе серверов.
Для подключения к сети компьютер должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Соединяются компьютеры в сети с помощью кабелей.
Региональные сети позволяют обеспечить совместный доступ к информации в пределах одного региона (города, страны и т. д.).
Корпоративные сети создаются организациями, заинтересованными в защите информации от несанкционированного доступа, такие сети могут объединять тысячи компьютеров по всему миру.
Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Internet. Internet — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров. В каждой локальной сети имеется компьютер, подключенный к Internet, с высокой пропускной способностью — Internet-сервер.
2. Топология локальной компьютерной сети
Топологией сети называется физическую или электрическую конфигурацию кабельной системы и соединений сети.
В описании топологии сетей применяются несколько специализированных терминов:
Существует всего 5 основных типов топологии сетей:
1. Топология “Общая Шина”. В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной:
Общая шина является очень распространенной топологией для локальных сетей. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки и унифицирует подключение различных модулей. Основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети.
2. Топология “Звезда”. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети:
В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной – большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.
К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.
3. Топология “Кольцо”. В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении:
Нужна помощь в написании?
Если компьютер распознает данные как предназначенные ему, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии – простота управления, недостаток – возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами.
4. Ячеистая топология. Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами:
В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Достоинства данной топологии в ее устойчивости к отказам и перегрузкам, т.к. имеется несколько способов обойти отдельные узлы.
5. Смешанная топология. В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию – звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.
3. Основные компоненты компьютерной сети
Типичная компьютерная сеть включает в себя пять основных компонентов.
1. Основным составляющим элементом сети является настольный ПК, такой, как IBM-совместимый компьютер или Macintosh. Его называют «клиентом» или «рабочей станцией» (реже — автоматизированными рабочими местами или сетевыми станциями).
2. Сервером обычно является высокопроизводительный ПК с жестким диском большой емкости. Он играет роль центрального узла, на котором пользователи ПК могут хранить свою информацию, печатать файлы и обращаться к его сетевым средствам. В одноранговых сетях выделенный сервер отсутствует.
3. Каждый компьютер сети, включая сервер, оснащен платой сетевого адаптера (сетевым интерфейсом, модулем, картой). Адаптер вставляется в свободное гнездо (слот) материнской платы. Эти адаптеры связывают компьютер с сетевым кабелем. Многие ПК поставляются уже готовыми к работе в сети и включают в себя сетевой адаптер. Для построения сетей применяют 8-, 16- и 32-битовые сетевые платы. Сервер обычно оснащают 32-битовой картой. Для обычных рабочих станций используют недорогие 16-битовые.
4. Сетевые кабели связывают друг с другом сетевые компьютеры и серверы. В качестве сетевого кабеля могут применяться и телефонные линии. Основные типы сетевого кабеля:
– Витая пара (twisted pair) — позволяет передавать информацию со скоростью 10 Мбит/с (либо 100 Мбит/с), легко наращивается. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 10 Мбит/с. Иногда используют экранированную витую пару, т. е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку.
– Толстый Ethernet — коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют также желтый кабель (yellow cable). Обладает высокой помехозащищенностью. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet — около 3000 м.
– Тонкий Ethernet — это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбит/с. Соединения с сетевыми платами производятся при помощи специальных (байонетных) разъемов и тройниковых соединений. Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 185 м, а общее расстояние по сети — 1000 м.
– Оптоволоконные линии — наиболее дорогой тип кабеля. Скорость передачи по ним информации достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует.
5. Совместно используемые периферийные устройства — жесткие диски большой емкости, принтеры, цветные и слайд-принтеры, дисководы CD-ROM и накопители на магнитной ленте для резервного копирования.
Нужна помощь в написании?
Поскольку сети ПК состоят в основном из «клиентов» и «серверов», их часто называют сетями клиент/сервер.
4. Программные компоненты компьютерной сети
Сеть включает в себя три основных программных компонента:
1. Сетевую операционную систему, которая управляет функционированием сети. Например, она обеспечивает совместное использование ресурсов и включает в себя программное обеспечение для управления сетью. Операционная система состоит из серверного ПО, которое функционирует на сервере, и клиентского программного обеспечения, работающего на каждом настольном ПК.
Сетевая операционная система (network operating system) выполняется на сервере и обеспечивает его функционирование. Среди сетевых операционных систем преобладают Novell NetWare, Windows NT, Unix.
2. Сетевые приложения и утилиты — это программы, инсталлируемые и выполняемые на сервере. Они включают в себя ПО коллективного пользования и поддержки рабочих групп, такие как электронная почта, средства ведения календаря и планирования. Кроме того, в число таких программных средств могут входить сетевые версии персональных приложений, например, текстовых процессоров, электронных таблиц, программ презентационной графики и приложений баз данных. Наконец, к данному ПО относятся такие утилиты, как программы резервного копирования, позволяющие архивировать хранимые на сервере файлы и приложения.
3. Бизнес-приложения — это программы, реализующие в компании конкретные бизнес-функции. По своей природе они могут быть «горизонтальными» и применяться в компаниях самого разного типа для общих деловых операций (таких как бухгалтерский учет и ввод заказов) либо «вертикальными» и поддерживать осуществление конкретных коммерческих операций, например, оценку недвижимости, страхование либо использоваться в области здравоохранения или фирмах, оказывающих юридические услуги.
5. Отказоустойчивость и надежность хранения данных в локальных сетях
После ввода локальной сети в эксплуатацию она постепенно становится все более и более важным условием функционирования организации. Постепенно все данные с рабочих станций перекочевывают на сервера, на серверах накапливаются почтовые файлы, документы, базы данных, рабочие файлы и многое другое. Спустя несколько месяцев обычно оказывается, что при остановке сети может вообще прекратиться нормальная работа организации. На первое место встают вопросы отказоустойчивости сети и безопасности данных от сбоев аппаратуры и ошибок пользователей. Вообще говоря, эти вопросы следует иметь в виду уже на этапе проектирования сети и подбора оборудования, а не после факта потери информации.
Средства резервного копирования в основном применяются для ведения архивов данных и их восстановления в случае случайного удаления либо потери из-за сбоя оборудования. При всех своих достоинствах они не позволяют восстановить работу локальной сети в режиме реального времени. Если у Вас «полетел» системный винчестер, потребуется немало времени, чтобы установить сетевую операционную систему на новый диск и затем восстановить всю информацию. При выходе же из строя контроллера либо системной платы времени на ремонт либо замену потребуется еще больше. Поэтому на первый план выходит отказоустойчивость сервера сети.
Самым главным требованием к серверу является сам сервер Если вы возьмете большой корпус, быстрые контроллеры и диски, это отнюдь не сделает компьютер сервером. Серверы изначально проектируются, собираются и тестируются с требованием максимальной пропускной способности, надежности, отказоустойчивости и расширяемости. Соответственно их цена обычно в 1,5-3 раза выше, чем цена стандартных компьютеров сравнимой конфигурации. Не гонитесь за дешевизной!
Самым уязвимым местом являются механические компоненты сервера — источники питания, вентиляторы и, в первую очередь, дисковые накопители. Существует ряд стандартных решений, обеспечивающих отказоустойчивость дисковой подсистемы. Самый дешевый способ — с помощью штатных программных средств, включенных в сетевые операционные системы. Novell NetWare и Microsoft Windows NT, позволяют дублировать дисковые накопители («зеркальное отражение»), подключив к одному контроллеру несколько дисков и записывая информацию сразу на два идентичных диска. При выходе из строя одного из винчестеров выдается сообщение об ошибке, но работа сервера не останавливается. Вы можете заменить неисправный диск позже (в нерабочее время). Для того чтобы избежать сбоев из-за неисправности дискового контроллера, необходимо подключать «зеркальные диски» к разным контроллерам.
Фирма Microsoft пошла дальше и предложила в своей операционной системе Windows NT Server возможность «disk stripping» — программную реализацию идеологии RAID (Redundant Array of Inexpansive Disks). Подключив, например, три диска по 1,2 Гбайт и объединив их в «stripping set», вы получаете суммарную емкость 2,4 Гбайт. Это происходит за счет того, что информация не просто дублируется, как в случае «зеркального отражения», а распределяется по дискам — на два диска записываются данные, а на третий — их контрольная сумма. Выход из строя одного из дисков позволяет восстановить информацию по данным, находящимся на остальных дисках. Работа сервера опять-таки не останавливается, а диск вы сможете заменить в нерабочее время.
Программное резервирование дисков имеет и недостатки. Платой за надежность является снижение скорости работы и общей пропускной способности дисковой подсистемы. Поэтому в локальных сетях с большим количеством рабочих станций рекомендуется использовать аппаратные RAID-подсистемы. Они представляют собой несколько дисков высокой емкости, подключенных к интеллектуальному дисковому контроллеру, который имеет свой собственный процессор и свою память. Для сетевой операционной системы такая подсистема выглядит, как один большой винчестер, не требующий проверки чтением после записи (она реализуется аппаратно контроллером). Контроллеры конфигурируются для поддержки одного из основных уровней RAID. Перечислим их на примере четырех дисков по 1 Гбайту:
– RAID 0 — суммарная емкость дисковой подсистемы 4 Гбайта (без какого-либо дублирования информации). Такая схема позволяет увеличить пропускную способность дисковой системы сервера, так как данные пишутся параллельно на все четыре диска.
– RAID 1 — аналог «зеркального отражения». Требует четного количества дисков. Диски дублируются попарно. Суммарная емкость — 2 Гбайта.
– RAID 5 — суммарная емкость 3 Гбайта. Аналог «disk stripping». Такая схема позволяет экономить дисковое пространство без потери надежности.
RAID-системы предназначены для работы в серверах с большой нагрузкой на дисковую систему. Все заботы о разбиении данных, коррекции ошибок и диагностики берет на себя контроллер RAID. При возникновении сбоев диски заменяются в «горячем» режиме («hot swap»), т. е. без выключения сервера. Кроме того, пропускная способность такой подсистемы в несколько раз превышает показатели обычного дискового контроллера. В настоящее время RAID-системы поставляются практически всеми основными поставщиками серверов среднего и высокого уровня.
К сожалению, кроме дисковой подсистемы, может сломаться что угодно, хотя и с меньшей вероятностью. Для крупных организаций, основой работы которых является база данных, находящаяся на сервере локальной сети, остановка его работы даже на час может привести к большим финансовым потерям. Поэтому стоит внимательно присмотреться к средствам дублирования серверов как целого. Наиболее дешевым является наличие резервного компьютера (более слабого) с предустановленной идентичной операционной системой. В случае сбоя основного сервера подключается резервный, информация восстанавливается средствами резервного копирования, и фирма продолжает работать. Недостатком в данном случае является то, что обычно имеется вчерашняя копия и будут потеряны все сегодняшние изменения. Более практичным является сочетание дублирования дисковой подсистемы (т. е. на дисках информация сохранится в любом случае) и идентичных дисковых подсистем в основном и резервном серверах — вы сможете просто переставить диски с основного сервера и включить резервный.
В случае, если недопустимы ни малейшие перебои и остановки сети, необходимы средства дублирования серверов в реальном времени. Большое распространение получила технология SFT III (System Fault Tolerance) фирмы Novell. Для ее использования вам требуется операционная система NetWare 3.11 SFT III либо модуль SFT III для NetWare 4.1, а также два сервера с идентичной конфигурацией и специальные высокоскоростные адаптеры для связи серверов. Оба сервера работают одновременно в паре, а информация дублируется на каждый из них. При выходе из строя основного сервера происходит автоматическое переключение на резервный и выдается сообщение об ошибке. Серверы могут быть разнесены на расстояние до 2 километров (при использовании многомодового оптоволоконного кабеля) и находиться, например, в разных зданиях.
Аппаратным аналогом технологии SFT является решение фирмы Compaq — Standby Recovery Server (резервный сервер с загрузкой в «горячем» режиме). Для его реализации требуется два идентичных сервера Compaq Proliant (рекомендуются серверы в исполнении Rack Mount) и система хранения данных Compaq Storage System (общая для двух серверов). Оба сервера подключены в локальную сеть и к общей дисковой подсистеме, а также связаны между собой специальным кабелем Recovery Server Interconnect (стандарт RS-232). В режиме нормальной работы используется только один сервер, на котором дополнительно загружен Recovery Server Option Driver. Второй сервер находится в «ждущем» режиме. На нем работает только специализированный BIOS, который периодически отслеживает состояние основного сервера. В случае сбоя он отключает первый сервер от обшей системы хранения данных, подключает к ней резервный сервер и включает его. Задержка работы сети определяется временем загрузки сетевой ОС. Такая технология позволяет дублировать не только серверы с Novell NetWare, а также и Microsoft Windows NT. Кроме того, не требуется специализированная операционная система (достаточно одной копии обычной сетевой операционной системы).
Теперь рассмотрим более подробно существующие средства и устройства резервного копирования. В простейшем случае таким устройством может быть стример, установленный на сервере. Современные сетевые операционные системы имеют встроенные средства резервного копирования. Но в основном они предназначены для сохранения информации на конкретном сервере сети и не позволяют администратору архивировать всю сеть целиком (несколько серверов с различными сетевыми операционными системами и рабочие станции DOS, UNIX, Windows, Macintosh и др.), а также данные на серверах приложений (SQL-серверах). Кроме того, нет удобных средств по управлению процессом копирования.
С другой стороны, использование аппаратных средств резервного копирования, таких, например, как Intel Storage Express, не всегда оправдано. Хотя они и обеспечивают высокую скорость архивации, одновременную работу с несколькими устройствами, имеют большую емкость накопителей, у них есть и недостатки. Это высокая стоимость самого оборудования, использование собственных стандартов (что создает проблемы при выходе оборудования из строя), неопределенность с поддержкой новых версий сетевых операционных систем.
Исходя из сказанного выше, наиболее привлекательным с точки зрения цена/производительность представляется использование специализированного программного обеспечения независимых фирм, таких как Arcada, Cheyenne и других. Эти средства позволяют работать как со стимерами, так и с более современной аппаратурой.
Рассмотрим более подробно возможности такого программного обеспечения на примере одного из продуктов фирмы Cheyenne, предназначенного для работы в сетях Novell NetWare — ARC-Serve for NetWare v. 5.01 (Windows Edition). Реализованный в виде загружаемого модуля NetWare (NLM), он позволяет копировать и восстанавливать данные серверов NetWare и рабочих станций сети, работающих под управлением DOS, Windows, OS/2, UNIX и Macintoch, а также содержимое баз данных SQL-серверов. Стандартный Windows-интерфейс позволяет несколькими манипуляциями мыши выполнить резервное копирование всей сети, используя режим Quick Start. Режим работы Autopilot обеспечивает автоматическую смену лент (по выбранному временному циклу) и перемещение редко используемых данных с диска на ленту и поддерживает стандартный метод смены лент «Grandfather, Father, Son» (GFS) (что позволяет организовать ежедневное, ежемесячное и годовое копирование данных). Режим Disk Grooming автоматически освобождает дисковое пространство путем перемещения файлов с дисков сервера на ленту, если к ним не обращались в течение заданного периода времени.
Данный продукт поддерживает одновременную работу с несколькими стримерными устройствами и позволяет осуществлять каскадную или параллельную запись информации на магнитные ленты.
Для администратора сети важным представляется управление заданиями в очереди для выбранного сервера. После выполнения очередного задания отчет можно получить в виде сетевого сообщения, на принтер либо по электронной почте MHS. Сообщение для любого задания можно конфигурировать.
Использование модулей-агентов для архивирования рабочих станций сети не требует от пользователя регистрации логического соединения с сервером (т. е. выполнения операции login). Кроме того, существуют специальные агенты (Dbagent) для резервного копирования информации из активных серверов баз данных (NetWare Btrieve, NetWare SQL, Gupta, Oracle).
Полная совместимость с NetWare 3.1x и 4.х позволяет осуществлять резервное копирование системной информации, включая Bindery (3.1x) и NetWare Directory Services (4.x).
В настоящее время фирмой Cheyenne выпущены реализации ARCServe практически для всех сетевых операционных систем. Кроме того, существуют дополнительные средства для поддержки устройств автоподачи стимерных лент (tape autochanger), оптических дисков и библиотек на их основе (JukeBox).
Признанием технологии фирм Cheyenne и Arcada Software является наличие встроенных модулей-агентов в новой операционной системе фирмы Microsoft — Windows 9х. Кроме архивирования, эта технология применяется и для управления сетью.
Наряду со стандартными стримерами существует более перспективная аппаратура для архивирования — накопители для магнитооптических дисков. Основным их достоинством является возможность многократной перезаписи, высокая надежность и скорость архивации. Емкость одного диска формата 5,25″ составляет 1,3 Гбайт (в старых накопителях 630 Мбайт), а скорость доступа к диску составляет 25 мс — гораздо быстрее даже 4-х скоростного CD-ROM. Стоят такие накопители практически столько же, сколько CD-Recordable (устройство для записи CD ROM). Но на CD диск можно записать лишь один раз, а его емкость ограничена 650 Мбайт.
Заключение
В заключении хотелось бы сказать, что в данном реферате была рассмотрена наиболее актуальная в наше время тема: Компьютерные сети. Локальные компьютерные сети.
Современный человек, а особенно человек, занимающий руководящую должность, должен не просто знать, а чувствовать эту тему. Ведь современный бизнес просто не возможен без высоких технологий и, в частности, компьютерных сетей, позволяющих значительно увеличивать прибыль предприятий и организаций.
Список использованных источников
1. Шафрин Ю., Основы компьютерной технологии.- М.: АБФ, 19972. Журнал для пользователей персональных компьютеров Мир ПК.3. Журналы Компьютер Пресс.4. Еженедельник для предпринимателей и специалистов в области информационных технологий ComputerWeek Moscow.5. Е.В. Михеева «Информационные технологии в профессиональной деятельности», Москва, 2005 г.6. “Компьютерные технологии обработки информации” под редакцией С.В.Назарова7. А.Н. Мезинов, А.Е. Щербухин «Компьютер для менеджера», 2003г.8. Информатика. Практикум по технологии работы на компьютере под ред. Н.В.Макаровой
nauchniestati.ru
Локальные компьютерные сети.
При работе на компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией лишь копируя ее на дискеты. Однако это не всегда удобно и быстро.
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.
Виды сетей: локальная ( внутри одного учреждения)
Региональная ( внутри города, страны, континента)
Глобальные ( между компьютера всего мира)
Локальная сеть- это соединение 3-х и более компьютеров друг с другом на небольшом расстоянии (внутри одного учреждения) с помощью кабелей.
^ Локальная сеть представляет коммуникационную систему, принадлежащую одной организации и позволяющую при помощи единой передающей среды соединять друг с другом однотипные или разнородные средства вычислительной техники.
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении или в одном здании.
В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, то есть пользователи сами решают, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.
Если к локальной сети подключены более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые специально выделяются для хранения информации в сети для хранения файлов и программных приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сетью на основе сервера.
Сервер- центральный компьютер, на котором установлено сетевое программное обеспечение.
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату( сетевой адаптер). Основной его функцией является передача и прием информации из сети.
Назначение локальных сетей:
1) передача информации между компьютерами.
2) совместный доступ к программам и данным, совместное использование оборудования.
^ Топология сети
Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными. Большинство локальных вычислительных сетей используют одну из трех основных топологий:
-кольцевая топология
- шинная топология
-звездообразная топология.
Кольцевая топология.
Передача по кольцу передается только в одном направлении.
Достоинства: идеальная для сетей, покрывающих небольшие географические области.
Отсутствия центрального узла повышает надежность.
Недостатки: если будет неисправность в промежуточном узле, то может привести к разрыву всей сети.
Шинная топология:
Одна из простых топологий. При этой топологии коммуникационный кабель образует незамкнутую ломаную или кривую линию. Коммуникационный кабель такой сети имеет левый и правый концы, на которых устанавливаются специальные ограничители, которые называются терминаторами.
Данные передающего узла направляются в сети в направлении обоих концов кабеля..
Достоинства: -устойчивость работы сети к возможным неисправностям отдельных узлов.
Гибкость, экономичность, хорошая приспосабливаемость ко многим системам.
Легкость реконфигурации и наращивания.
Недостатки:
Малая протяженность и невозможность использования различных типов кабеля.
Звездообразная – узлы сети соединены лучами –кабелями с центральной точкой звезды. В зависимости от конкретного типа сети в центре звезды может располагаться либо центральный узел, либо специальное устройство, которое синхронизирует работу периферийных устройств.
Достоинства: упрощает взаимодействие узлов сети друг с другом, позволяя использовать более простые сетевые адаптеры. Могут быть использованы различные виды кабелей.
Недостатки: зависит от работоспособности центрального узла.
^ Глобальная компьютерная сеть ИНТЕРНЕТ.
Потребности формирования единого мирового пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Интернет.
^ Интернет- это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети, включающие сотни миллионов компьютеров.
Основу Интернета составляют 150 миллионов серверов, постоянно подключенных к сети, из которых в России насчитывается около 400 тысяч.
Обратимся к Истории Интернета.( доклад)
У Интернета нет президента, директора или главного инженера. Она взаимодействует благодаря наличию определенных стандартов взаимодействия компьютеров и установленных на них программ.
Глобальная сеть Интернет представляет собой совокупность узлов, объединенных между собой каналами связи. Каждый узел ( хост) содержит один или несколько мощных компьютеров –серверов, работающих под управлением операционной системы UNIX. Управляет узлом его собственник- провайдер.
Провайдер- организация, которая владеет сервером и предоставляет услуги по работе в сети.
Скорость передачи данных между провайдерами составляет несколько Мбит/с. К первичным провайдерам подключаются вторичные. Скорость передачи данных между ними составляет десятки – сотни Кбит/с.
Для того, чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернете существует система адресации, основанная на использовании IP адреса.
4) Адресация в Интернете.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный 32 битный( в двоичной системе) адрес. – IP адрес.
Адрес выражается 4 байтами. Например: 195. 38. 46.11.
Структура этого адреса устроена так, что по этим четырем числам каждый компьютер, через который проходит информация определяет кому из ближайших соседей надо переслать пакет, чтобы он казался ближе к получателю( не в географическом смысле, а в расчет принимается пропускная способность и условия связи.
Два компьютера, находящиеся на разных континентах, несвязанные высокопроводной линией космической связи, считаются более близкими друг к другу, чем 2 компьютера из соседних поселков, связанных простым телефонным проводом.
Решением вопросов, что считать ближе, а что дальше, занимаются специальные средства- маршрутизаторы.
Маршрутизатор- специальный компьютер или программа, работающая на узловом сервере сети.
Роль маршрутизатора в сети может выполнять как специализированный компьютер, так и специальная программа, работающая на узловом сервере сети.
Компьютеры легко могут найти друг друга по числовому IP адресу, но человеку запомнить этот адрес нелегко, поэтому была введена доменная система имен.
Доменная система имен ставит в соответствие числовому IP адресу компьютера уникальное доменное имя.
Доменное имя- символьное имя компьютера.
Например: rio. chuvsu.ru
Домен верхнего уровня ru означает, что компьютер находится в России, домен второго уровня chuvsu – в Чувашии, rio – реальный компьютер, за которым числится данное доменное имя.
Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня- домены второго уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические ( двухбуквенные) и административные( трехбуквенные). России принадлежит географический домен RU.
5) Протокол передачи данных. Транспортный протокол.
Представим, что по почте необходимо переслать многостраничную рукопись, а почта бандероли и посылки не принимает. Тогда, если рукопись не помещается в один пакет, необходимо их пронумеровать и переслать их в отдельных пакетах. В Интернете часто происходит аналогичная ситуация, когда компьютеры обмениваются большими по объему файлами. Если послать файл целиком, то он может надолго закупорить канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений.
Для того, чтобы этого не происходило, на компьютере- отправителе необходимо разбить большой файл на мелкие части, пронумеровать их и транспортировать в отдельных IP пакетах для компьютера получателя. На компьютере получателе необходимо собрать их в отдельный файл в правильной последовательности.
^ Службы Интернета:
1) Электронная почта.
Электронная почта E- MAIL- наиболее распространенный сервис Интернета, так как он является исторически первой информационной услугой компьютерных сетей и не требует обязательного наличия высокоскоростных и качественных линий связи.
Широкую популярность электронная почта завоевала потому, что имеет несколько серьезных преимуществ перед обычной почтой. Наиболее важное из них- скорость передачи сообщений.
Другой преимущество состоит в том, что электронной письмо содержит не только текстовое сообщение, но и вложенные файлы( программы, графику) ит.д.
Электронная почта позволяет:
- посылать сообщение сразу нескольким абонентам.
- пересылать письма на другие адреса.
- включать автоответчик, на все приходящие письма будет автоматически отсылаться ответ.
- создать правила для выполнения определенных действий с однотипными сообщениями.
2) Телеконференции.- своеобразное развитие электронной почты. Или еще ее называют группой новостей.
Указывается адрес не конкретного человека, а имя телеконференции. Сообщения телеконференции хранятся от трех до семи дней. В течение этого времени пользователь может прочитать сообщение на сервере поставщика услуг..
3). WORLD WIDE WEB( WWW) – всемирная паутина ( распределенная по всему миру информационная система, содержащая миллионы разнообразных документов).
Связаны понятия: WEB –страница, Гиперссылка, Гипертекст, Сайт, Браузер.
4). CHAT- интерактивное общение в реальном времени. Разговор между пользователями.
5). INTERNET-магазины- служба, позволяющая производить покупки не выходя из дома.
^ Поиск необходимой информации в глобальной сети.
В отличии от ранее принятого метода поиска информации – индексного, который используется в библиотеках. В Интернет для поиска используется ассоциативная система с использованием системы перекрестных ссылок, одним из изобретателей которых стал Тед Нельсон, который и предложил название для таких систем – гипертекстовый метод, ставший общепринятым. Для работы с гипертекстовыми документами создан специальный язык, получивший название HTML (Hyper Text Markup Language).
Однако, даже с таким инструментом, как гипертекст, поиск информации очень затруднен. На помощь пользователям пришли специальные поисковые системы.
Идея поиска информации достаточно проста: задаются ключевые слова или понятия, которые являются характерными для искомой информации. Иногда вместо одного слова целесообразно использовать словосочетания или даже фразу, для того чтобы тоже очертить круг интересующих проблем.
Не нужно думать, что выполняя запрос на поиск информации, поисковая система пытается найти информацию в сети Интернет. Каждая поисковая система имеет свою собственную постоянно обновленную базу данных, в которой производится поиск. Ни одна из баз данных не охватывает полностью всю информацию, именно в Интернет. Обычно объем этой информации не превышает трети от имеющейся. Поэтому результаты поиска, выполняются на разных поисковых системах, могут заметно отличаться.
^ Сайты, их оформление и функции.
Неотъемлемая часть Internet WWW (World Wide Web, в переводе с английского – всемирная паутина) позволила по новому пользоваться давно известными во всем мире текстовыми сносками. Когда автор книги помещает в книге знак сноски, в нижней части страницы, помимо объяснения, могут быть указаны источники данной информации, например другая страница или книга. В Internet составители компьютерных страниц (сайтов), делают практически тоже самое, подчеркивая, либо выделяя в документах ключевые слова или пиктограммы (гиперссылки).
Выделенные слова и пиктограммы указывают пользователю, что в Интернет есть дополнительная информация на эту тему, зачастую на других сайтах. Эту страницу – сайт, можно сразу же вызвать на экран и посмотреть, хотя она возможно, находиться совсем на другом компьютере или стране. С помощью этого приема пользователь подсоединяется к самим документам, а не просто наводит о них справки.
Кроме того, в Web можно хранить и выводить на экран графику и фотоснимки, воспроизводить звук, а также просматривать анимацию и видеозаписи.
На WWW-серверах можно найти всевозможную информацию: информацию системы, правовые справочные системы, рекламу, различные версии печатных изделий, брачные агентства и многое другое.
Наиболее распространенные серверы, которые представляют собой развернутую «визитную карточку» их создателей. На таких серверах представлена информация об организации, ее истории, например деятельности, руководстве и сотрудниках, почтовых и электронных адресах, описание предоставления услуг.
Для создания Интернет сайтов, существует язык программирования – HTNL.
^ Поисковая система Yahoo! /www. Yahoo. сom/
Yahoo! – первый и по-прежнему один из наиболее популярных узлов Web. Он может служить хорошей отправной точкой для любых обобщенных поисков в Web, поскольку с помощью его обширной системы классификации, пользователь наверняка найдет узел с хорошо организованной информацией, если в индексах Yahoo! она учтена.
Содержимое Web подразделяется на 14 общих категорий, перечисленных на домашней странице Yahoo! В зависимости от специфики запроса пользователя, существует возможность работы с этими категориями, чтобы ознакомиться с подкатегориями и списками узлов, или искать конкретные слова и термины по всей базе данных. Пользователь также может ограничить поиск в пределах любого раздела или подраздела Yahoo!
^ Российская поисковая система Rambler. /www. rambler. ru/
Разделы, перечисленные на домашней странице Rambler, подробно освещают русскоязычные Web-ресурсы. В том случае, если пользователю необходимо работать в специфической области, ему следует воспользоваться предложенной классификацией информации. Удобной возможностью работы в Rambler является предоставление списка наиболее посещаемых узлов по каждой предложенной тематике. Стандартные средства поиска позволяют оперировать непосредственно из строки «Поиск», расположенной в верхней части страницы Rambler.
Броузер.
Броузер (обозреватель Интернета) – это программа, которая работает на вашем компьютере и помогает путешествовать по Интернету. Основная задача, возлагаемая на броузер, - играть роль визуального и звукового буфера между Интернетом и человеком, используя современные компьютерные технологии. Передавая информацию из Интернета к вам и от вас в Интернет, броузер использует современную компьютерную архитектуру «клиент/сервер», в которой броузеру отводится роль клиента , а сервером является удаленный компьютер. Как многофункциональную программу, броузер можно использовать в автоматном режиме – без подключения к Интернету (режим Off-line) – для просмотра HTML – документов или рисунков в форматах GIF и JPG. В последнее время в броузеры встраиваются функции Интернет-телефонии.
Большинство пользователей в Интернет используют броузеры Nets Cape Communicator или Internet Explorer, что сложилось исторически, в результате конкурентной борьбы. В данное время подавляющее большинство пользователей используют броузер фирмы Microsoft.
^ Протоколы работы.
Одним из базовых принципов построения сети является протокол передачи данных. Протокол – это система правил, которой необходимо руководствоваться при выполнении тех или иных операций. Установление протокола, который должен выполняться всеми компьютерами, подключенными к сети, обеспечивает их взаимодействие, несмотря на разновидность их программного обеспечения. При передачи информации по глобальной сети Internet основными валяется два протокола: протокол управления передачей (Transmission Control Protocol – TCP) и Internet-протокол ( Internet Protocol – IP). В силу целого ряда причин подлежащая передаче информация в сети Internet передается не целиком, а по частям. Протокол TCP содержит правила, в соответствии которыми передаваемая информация разбивается на отдельные части (пакеты). В сети Internet в соответствии с IP- протоколом эти пакеты передаются получателю. Они могут передаваться различными путями и в различное время, но после того, как все части соберутся у получателя, тот же протокол TCP определит, как их следует расположить, чтобы воссоздать исходную информацию. Поскольку протоколы TCP и IP всегда исполняются совместно, часто говорят о TCP/ IP-протоколе.
Спам.
Это просто рекламные письма, которые приходят без вашей просьбы. Рекламировать можно что угодно: товар, услугу, событие, сайт в Internet и прочее. Есть много способов узнать этот адрес. При атаке вашего почтового ящика спамерам, рекомендуем игнорировать его послания, то есть просто удалять их с почтового ящика.
Но особую опасность представляют, так называемые “черные” спамеры (или V-спамеры), которые к письмам “прикрепляют” вирусы.
Для защиты от спамов рекомендуется придерживаться правил: не оставлять на сайте адрес провайдеровского ящика, так как его не просто поменять. Для простых контактов лучше завести ящик на бесплатном почтовом сервере.
Недавнее исследование показало, что 79,1% спама рассылается из Северной Америки. На втором месте спамеры Европы – 10,4%, Азия – 7,6%, Южная Америка - 1,7%. Не менее 60% спамерских писем, написанных на английском языке.
www.ronl.ru
На сегодняшний день в миресуществует более 130 миллионов компьютеров и более 80 % из них объединены вразличные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах идомах, до глобальных сетей типа Internet. Я выбрал тему локальные сети, из-затого, что на мой взгляд, эта тема сейчас особенно актуальна, когда на пороге XXIвеки во всем мире ценится мобильность, скорость и удобство, с наименьшей тратойвремени, на сколько это возможно! Всемирная тенденция к объединению компьютеровв сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационныхсообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями,получение и передача сообщений (факсов, E-Mail писем и прочего) не отходя отрабочего места, возможность мгновенного обмена информацией между компьютерами.
Такие огромные потенциальныевозможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новыйпотенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, атак же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработкеи не применять их на практике. Что же такое локальная сеть, зачем она нужна и что нужно для ее построения, высможете узнать, прочитав изложенную ниже дипломную работу!
Что такоелокальная вычислительная сеть?
Локальная вычислительнаясеть (далее ЛВС) – это сеть, объединяющая два или более компьютеров, с цельюсовместного использования их ресурсов: принтеров, файлов, папок, дисков и т.д.Благодаря вычислительным сетям мы получили возможность одновременного использованияпрограмм и баз данных, несколькими пользователями.
Понятиелокальная вычислительная сеть - ( англ.LAN — Loсal Area Network ) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которыхнесколько компьютерных систем связаны друг с другом с помощью соответствующихсредств коммуникаций.
Впроизводственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС всистему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленныхрабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средстваи информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяютсяв единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединенииперсональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.
Разделение ресурсов.
Разделениересурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийнымиустройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенныхрабочих станций.
Разделение данных.
Разделениеданных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийныхрабочих мест, нуждающихся в информации.
Разделение программных средств.
Разделениепрограммных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных,ранее установленных программных средств.
Разделение ресурсов процессора.
Приразделение ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностейдля обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможностьзаключается в том, что на имеющиеся ресурсы не “набрасываются” моментально, атолько лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
Многопользовательский режим.
Многопользовательскиесвойства системы содействуют одновременному использованию централизованныхприкладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например,если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемаяработа отодвигается на задний план.
Все ЛВС работают в одномстандарте принятом для компьютерных сетей — в стандарте Open SystemsInterconnection (OSI).
БазоваямодельOSI (Open System Interconnection)
Для того чтобывзаимодействовать, люди используют общий язык. Если они не могут разговариватьдруг с другом непосредственно, они применяют соответствующие вспомогательныесредства для передачи сообщений.
Показанныевыше стадии необходимы, когда сообщение передается от отправителя к получателю.
Длятого чтобы привести в движение процесс передачи данных, использовали машины содинаковым кодированием данных и связанные одна с другой. Для единого представленияданных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Международнаяорганизация по стандартизации (англ. ISO — InternationalStandards Organization).
ISO предназначена для разработки моделимеждународного коммуникационного протокола, в рамках которой можноразрабатывать международные стандарты. Для наглядного пояснения расчленим еена семь уровней.
Международнаяорганизация по стандартизации (ISO) разработала базовую модель взаимодействия открытых систем (англ. Open Systems Interconnection (OSI)). Эта модель является международным стандартомдля передачи данных.
Модельсодержит семь отдельных уровней:
Уровень1: физический — битовые протоколы передачи информации;
Уровень2: канальный — формирование кадров, управление доступом к среде;
Уровень3: сетевой — маршрутизация, управление потоками данных;
Уровень4: транспортный — обеспечение взаимодействия удаленных процессов;
Уровень5: сеансовый — поддержка диалога между удаленными процессами;
Уровень6: представление данных — интерпретация передаваемых данных;
Уровень7: прикладной — пользовательское управление данными.
Основная идея этой моделизаключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль, в том числе итранспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи данных расчленяетсяна отдельные легко обозримые задачи. Необходимые соглашения для связиодного уровня с выше- и нижерасположенныминазывают протоколом.
Таккак пользователи нуждаются в эффективном управлении, система вычислительнойсети представляется комплексное строение, которое координирует взаимодействиезадач пользователей.
Сучетом вышеизложенного можно вывести следующую уровневую модель с административнымифункциями, выполняющимися в пользовательском прикладном уровне.
Отдельныеуровни базовой модели проходят в направлении вниз от источника данных (отуровня 7 к уровню 1) и в направлении вверх от приемника данных (от уровня 1 куровню 7). Пользовательские данные передаются в нижерасположенный уровеньвместе со специфическим для уровня заголовком до тех пор, пока не будет достигнут последний уровень.
Наприемной стороне поступающие данные анализируются и, по мере надобности,передаются далее в вышерасположенный уровень, пока информация не будетпередана в пользовательский прикладной уровень.
Уровень1. Физический.
На физическом уровне определяются электрические,механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи всистемах. Физическая связь и неразрывная с ней эксплуатационная готовностьявляются основной функцией 1-го уровня. Стандарты физического уровня включаютрекомендации V.24 МККТТ (CCITT), EIA RS232 и Х.21. Стандарт ISDN ( IntegratedServices Digital Network) в будущем сыграет определяющую роль для функцийпередачи данных. В качестве среды передачи данных используют трехжильныймедный провод (экранированная витая пара), коаксиальный кабель,оптоволоконный проводник и радиорелейную линию.
Уровень2. Канальный.
Канальныйуровень формирует из данных, передаваемых 1-м уровнем, так называемые«кадры» последовательности кадров. На этом уровне осуществляютсяуправление доступом к передающей среде, используемой несколькими ЭВМ, синхронизация,обнаружение и исправление ошибок.
Уровень3. Сетевой.
Сетевойуровень устанавливает связь в вычислительной сети между двумя абонентами.Соединение происходит благодаря функциям маршрутизации, которые требуютналичия сетевого адреса в пакете. Сетевой уровень должен также обеспечиватьобработку ошибок, мультиплексирование, управление потоками данных. Самыйизвестный стандарт, относящийся к этому уровню, — рекомендация Х.25 МККТТ (длясетей общего пользования с коммутацией пакетов).
Уровень4. Транспортный.
Транспортныйуровень поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующимидруг с другом пользовательскими процессами. Качество транспортировки,безошибочность передачи, независимость вычислительных сетей, сервис транспортировкииз конца в конец, минимизация затрат и адресация связи гарантируютнепрерывную и безошибочную передачу данных.
Уровень5. Сеансовый.
Сеансовыйуровень координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи. Длякоординации необходимы контроль рабочих параметров, управление потоками данныхпромежуточных накопителей и диалоговый контроль, гарантирующий передачу,имеющихся в распоряжении данных. Кроме того, сеансовый уровень содержитдополнительно функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсамисети, управления диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачипосле сбоя вследствие ошибок в нижерасположенных уровнях.
Уровень 6.Представления данных.
Уровень представления данныхпредназначен для интерпретации данных; а также подготовки данных дляпользовательского прикладного уровня. На этом уровне происходит преобразованиеданных из кадров, используемых для передачи данных в экранный формат или форматдля печатающих устройств оконечной системы.
Уровень 7.Прикладной.
В прикладном уровненеобходимо предоставить в распоряжение пользователей уже переработаннуюинформацию. С этим может справиться системное и пользовательское прикладноепрограммное обеспечение.
Для передачи информации, покоммуникационным линиям данные преобразуются в цепочку следующих друг задругом битов (двоичное кодирование с помощью двух состояний:«0» и«1»).
Передаваемыеалфавитно-цифровые знаки представляются с помощью битовых комбинаций. Битовыекомбинации располагают в определенной кодовой таблице, содержащей 4-, 5-, 6-,7- или 8-битовые коды.
Количество представленныхзнаков в ходе зависит от количества битов, используемых в коде: код из четырехбитов может представить максимум 16 значений, 5-битовый код — 32 значения,6-битовый код — 64 значения, 7-битовый — 128 значений и 8-битовый код — 256алфавитно-цифровых знаков.
Припередаче информации между одинаковыми вычислительными системами и различающимисятипами компьютеров применяют следующие коды:
На международном уровнепередача символьной информации осуществляется с помощью 7-битовогокодирования, позволяющего закодировать заглавные и строчные буквы английскогоалфавита, а также некоторые спецсимволы.
Национальные и специальныезнаки с помощью 7-битово кода представить нельзя. Для представлениянациональных знаков применяют наиболее употребимый 8-битовый код.
Для правильной и,следовательно, полной и безошибочной передачи данных необходимо придерживатьсясогласованных и установленных правил. Все они оговорены в протоколе передачиданных.
Протокол передачи данныхтребует следующей информации:
• Синхронизация
Под синхронизацией понимаютмеханизм распознавания начала блока данных и его конца.
• Инициализация
Под инициализацией понимаютустановление соединения между взаимодействующими партнерами.
• Блокирование
Под блокированием понимаютразбиение передаваемой информации на блоки данных строго определенноймаксимальной длины (включая опознавательные знаки начала блока и его конца).
• Адресация
Адресацияобеспечивает идентификацию различного используемого оборудования данных,которое обменивается друг с другом информацией во время взаимодействия.
• Обнаружение ошибок
Подобнаружением ошибок понимают установку битов четности и, следовательно, вычислениеконтрольных битов.
• Нумерация блоков
Текущаянумерация блоков позволяет установить ошибочно передаваемую или потерявшуюсяинформацию.
• Управление потоком данных
Управлениепотоком данных служит для распределения и синхронизации информационных потоков.Так, например, если не хватает места в буфере устройства данных или данные недостаточно быстро обрабатываются в периферийных устройствах (например, принтерах),сообщения и / или запросы накапливаются.
• Методы восстановления
Послепрерывания процесса передачи данных используют методы восстановления, чтобывернуться к определенному положению для повторной передачи информации.
• Разрешение доступа
Распределение,контроль и управление ограничениями доступа к данным вменяются в обязанностьпункта разрешения доступа (например, «только передача» или«только прием»).
Сетевые устройства и средства коммуникаций.
В качестве средствкоммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель,оптоволоконные линии. На каждом компьютере должна быть установлена сетеваяплата.
При выборе типа кабеляучитывают следующие показатели:
• стоимость монтажа и обслуживания,
• скорость передачи информации,
• ограничения на величину расстоянияпередачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров)),
• безопасность передачи данных.
Главнаяпроблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например,наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстояниемпередачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защитыданных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияютна ее стоимость.
Привыборе сетевой платы учитывается:
• скорость передачи
Она может быть от10 Мбит/с до 100 Мбит/с. Современная сетевая плата выглядит так:<img src="/cache/referats/8848/image001.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
Витая пара.
Наиболеедешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединениечасто называемое «витой парой» (twisted pair). Она позволяет передаватьинформацию со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, однако являетсяпомехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скоростипередачи 10 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка.Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витуюпару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экранукоаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает еецену к цене коаксиального кабеля. Как выглядит экранированная витай пара виднониже.
<img src="/cache/referats/8848/image003.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">
Коаксиальный кабель.
Коаксиальный кабель имеетсреднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большиерасстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используетсядля основной и широкополосной передачи информации.
<img src="/cache/referats/8848/image005.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">
Широкополосный коаксиальныйкабель.
Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив кпомехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачиинформации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частотна расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер(повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информацииувеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или деревокоаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).
Еthernet- кабель.
Ethernet-кабельтакже является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называютеще толстый Ethernet (thick) или желтый кабель (yellow cable). Он использует15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности являетсядорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступноерасстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сетиEthernet — около 3000 м.Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в концелишь один нагрузочный резистор.
Сheapernеt-кабель.
Более дешевым, чемEthernet-кабель является соединение Cheapernet-кабель или, как его часто называют,тонкий (thin) Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростьюпередачи информации в десять миллионов бит / с.
При соединении сегментовСhеарегnеt-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети сCheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты принаращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широкоиспользуемых малогабаритных байонетных разъемов (СР-50). Дополнительноеэкранирование не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковыхсоединителей (T-connectors). <img src="/cache/referats/8848/image007.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">
Расстояние между двумярабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а общеерасстояние для сети на Cheapernet-кабеля — около 1000 м. ПриемопередатчикCheapernet расположен на сетевой плате и как для гальванической развязкимежду адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала
Оптоволоконные линии.
Наиболее дорогими являютсяоптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скоростьраспространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду.Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует.На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяютсятам, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информациина очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладаютпротивоподспущивающими свойствами, так как техника ответвлений воптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC спомощью звездообразного соединения.
Показатели трех типовых среддля передачи приведены в таблице.
Показатели
Среда передачи данных
Двух жильный кабель — витая пара
Коаксиальный кабель
Оптоволоконный кабель
Цена
Невысокая
Относительно высокая
Высокая
Наращивание
Очень простое
Проблематично
Простое
Защита от прослушивания
Незначительная
Хорошая
Высокая
Показатели
Среда передачи данных
Двух жильный кабель — витая пара
Коаксиальный кабель
Оптоволоконный кабель
Проблемы с заземлением
Нет
Возможны
Нет
Восприимчивость к помехам
Существует
Существует
Отсутствует
Существует ряд принциповпостроения ЛВС на основе выше рассмотренных компонентов. Такие принципы ещеназывают — топологиями.
Топологии вычислительной сети.
Топологиятипа звезда.
Концепциятопологии сети в виде звезды пришла изобласти больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает вседанные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этотпринцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почтеRELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходитчерез центральный узел вычислительной сети.
<img src="/cache/referats/8848/image009.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">
Топология в виде звезды
Пропускная способность сети определяетсявычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции.Коллизий (столкновений) данных не возникает.
Кабельноесоединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом.Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географическирасположен не в центре топологии.
Прирасширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненныекабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабельиз центра сети.
Топологияв виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительныхсетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит черезцентральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемымтолько этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от однойстанции к другой, невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях.
Производительностьвычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файловогосервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода изстроя центрального узла нарушается работа всей сети.
Центральныйузел управления — файловый сервер помогает реализовать оптимальный механизм защитыпротив несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть можетуправляться из ее центра.
Кольцевая топология.
Прикольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е.рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3
<img src="/cache/referats/8848/image011.jpg" v:shapes="_x0000_i1030">
Кольцевая топология
с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочаястанция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.
Прокладкакабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей,особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца(например, в линию).
Сообщения циркулируютрегулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресуинформацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщенийявляется очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять “вдорогу” по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевойзапрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорциональноколичеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.
Основнаяпроблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станциядолжна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строяхотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельныхсоединениях локализуются легко.
Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно бытьразомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует,так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием междудвумя рабочими станциями.
<img src="/cache/referats/8848/image013.jpg" v:shapes="_x0000_i1031">
Структуралогической кольцевой цепи
Специальной формой кольцевойтопологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется каксоединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальныхкоммутаторов (англ. Hub -концентратор), которые по-русски также иногданазывают “хаб”. Он выглядит так (в зависимости от фирмы производителя и модели,его вид может изменяться).
<img src="/cache/referats/8848/image015.jpg" v:shapes="_x0000_i1032">
В зависимости от числа рабочих станций идлины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивныеконцентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель дляподключения от 4 до 32 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительноразветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управлениеотдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, каки в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваиваетсясоответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего кмладшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходиттолько для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так чтолишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети.
Шинная топология.
Пришинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационногопути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны бытьподключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт слюбой рабочей станцией, имеющейся в сети.
<img src="/cache/referats/8848/image017.jpg" v:shapes="_x0000_i1033">
Шиннаятопология
Рабочие станции в любоевремя, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены кней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит отсостояния отдельной рабочей станции.
Встандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабельили Cheapernet-кaбeль с тройниковым соединителем. Выключение и особенноподключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушениециркулирующего потока информации и зависание системы.
В наше время технологиипредлагают пассивные штепсельные коробки, через которые можно отключать ивключать рабочие станции во время работы вычислительной сети. Например такаякоробка рассчитана на 4 рабочие станции.
<img src="/cache/referats/8848/image019.jpg" v:shapes="_x0000_i1034">
Благодаря тому, что рабочиестанции можно включать без прерывания сетевых процессов и коммуникационнойсреды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлять информацию изкоммуникационной среды. Для того чтобы соединяться через такую коробку, вампридется отдельно приобрести разъем для подключения, называемый RJ-45.
<img src="/cache/referats/8848/image021.jpg" v:shapes="_x0000_i1035">
В ЛВС с прямой (не модулируемой) передачейинформации всегда может существовать только одна станция, передающаяинформацию. Для предотвращения коллизий в большинстве случаев применяется временнойметод разделения, согласно которому для каждой подключенной рабочей станции вопределенные моменты времени предоставляется исключительное право наиспользование канала передачи данных. Поэтому требования к пропускнойспособности вычислительной сети при повышенной нагрузке снижаются, например,при вводе новых рабочих станций. Рабочие станции присоединяются к шинепосредством устройств ТАР (англ. Terminal Access Point — точка подключениятерминала). ТАР представляет собой специальный тип подсоединения ккоаксиальному кабелю. Зонд игольчатой формы внедряется через наружную оболочкувнешнего проводника и слой диэлектрика к внутреннему проводнику иприсоединяется к нему.
В ЛВС с модулированнойширокополосной передачей информации различные рабочие станции получают, по меренадобности, частоту, на которой эти рабочие станции могут отправлять и получатьинформацию. Пересылаемые данные модулируются на соответствующих несущихчастотах, т.е. между средой передачи информации и рабочими станциями находятсясоответственно модемы для модуляции и демодуляции. Техника широкополосных сообщенийпозволяет одновременно транспортировать в коммуникационной среде довольнобольшой объем информации. Для дальнейшего развития дискретной транспортировкиданных не играет роли, какая первоначальная информация подана в модем(аналоговая или цифровая), так как она все равно в дальнейшем будетпреобразована.
Характеристики топологийвычислительных сетей приведены в таблице.
Характеристики
Топология
Звезда
Кольцо
Шина
Стоимость расширения
Незначительная
Средняя
Средняя
Присоединение абонентов
Пассивное
Активное
Пассивное
Защита от отказов
Незначительная
Незначительная
Высокая
Характеристики
Топология
Звезда
Кольцо
Шина
Размеры системы
Любые
Любые
Ограниченны
Защищенность от прослушивания
Хорошая
Хорошая
Незначительная
Стоимость подключения
Незначительная
Незначительная
Высокая
Поведение системы при высоких нагрузках
Хорошее
Удовлетворительное
Плохое
Возможность работы в реальном режиме времени
Очень хорошая
Хорошая
Плохая
Разводка кабеля
Хорошая
Удовлетворительная
Хорошая
Обслуживание
Очень хорошее
Среднее
Среднее
Древовидная структура ЛВС.
<img src="/cache/referats/8848/image023.jpg" v:shapes="_x0000_i1036">
Наряду с известнымитопологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяетсяи комбинированная, например древовидная структура. Она образуется в основном ввиде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание деревавычислительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются коммуникационныелинии информации (ветви дерева).
Вычислительные сети сдревовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственноеприменение базовых сетевых структур в чистом виде. Для подключения большогочисла рабочих станций соответственно адаптерным платам применяют сетевыеусилители и / или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциямиусилителя, называют активным концентратором.
Напрактике применяют две их разновидности, обеспечивающие подключение соответственновосьми или шестнадцати линий.
Устройство,к которому можно присоединить максимум три станции, называют пассивным концентратором.Пассивный концентратор обычно используют как разветвитель. Он не нуждается вусилителе. Предпосылкой для подключения пассивного концентратора является то,что максимальное возможное расстояние до рабочей станции не должно превышатьнескольких десятков метров.
Сетевые операционные системы для локальных сетей.
Основное направлениеразвития современных Сетевых Операционных Систем (Network Operation System — NOS ) — перенос вычислительных операций на рабочие станции, создание систем сраспределенной обработкой данных. Это в первую очередь связано с ростомвычислительных возможностей персональных компьютеров и все более активным внедрениеммощных многозадачных операционных систем: UNIX, OS/2, WindowsN
www.ronl.ru
