Polytech-soft.com

ПК журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Локальная коммуникационная сеть это

Информатика и вычислительная техника

8.2. Компьютерные коммуникации

Для соединения компьютеров в сеть требуется сетевое оборудование и программное обеспечение.

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: сообщение, передатчик, средства передачи, приемник.

Передатчик — устройство, являющееся источником данных.

Приемник — устройство, принимающее данные.

Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.

Сообщение — цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи. Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средства передачи — физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи. Наиболее распространены выделенные телефонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информации. Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи.

Особняком в этом отношении стоят локальные вычислительные сети (ЛВС), где в качестве передающей среды используются витая пара проводов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.

Информацию можно передавать в цифровом (узкополосном способе передачи) или аналоговом виде. Цифровой способ передачи позволяет в каждый момент времени использовать передающую среду только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии (длина линии связи не более 1000 м).

Аналоговый способ передачи цифровых данных обеспечивает широкополосную передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот. При аналоговом способе передачи цифровых данных происходят изменения одного из параметров несущего сигнала (амплитуда, фазы, частоты) по закону передаваемого сообщения.

В сетях высокого уровня иерархии — глобальных и региональных используется широкополосная передача, которая предусматривает работу для каждого абонента по своей частоте в пределах одного канала. Это обеспечивает взаимодействие большого количества абонентов при такой скорости передачи данных. Широкополосная передача позволяет совмещать в одном канале передачу цифровых данных, изображения и звука.

Типичным аналоговым каналом является телефонный канал. Когда абонент снимает трубку, то слышит равномерный звуковой сигнал — это и есть сигнал несущей частоты. Так как он лежит в диапазоне звуковых частот, то его называют тональным сигналом. Для передачи по телефонному накалу речи необходимо управлять сигналом несущей частоты — модулировать его. Воспринимаемые микрофоном звуки преобразуются в электрические сигналы, а то, в свою очередь, и модулируют сигнал несущей частоты. При передачи цифровой информации управление производят информационные байты — последовательность единиц и нулей.

Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовывать сигналы с выхода ЭВМ с параметрами сигналов передаваемых по каналам связи. При этом должно быть выполнено как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), так и кодовые.

Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи называют адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.

Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства — мультиплексоры передачи данных или просто мультиплексоры.

Мультиплексор передачи данных — устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.

Как уже говорилось ранее, для передачи цифровой информации по каналу связи необходимо поток битов преобразовывать в аналоговые сигналы, а при приеме информации из канала связи в ЭВМ выполнить обратное действие — преобразовывать аналоговые сигналы в поток битов, которые может обрабатывать ЭВМ. Такие преобразования выполняет специальное устройство — модем.

Модем — устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передачи их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи.

Наиболее дорогим компонентом вычислительной сети является канал связи. Поэтому при построении ряда вычислительных сетей стараются сэкономить на каналах связи, коммутируя несколько внутренних каналов связи на один внешний. Для выполнения функций коммутации используются специальные устройства — концентраторы (или хабы).

Концентратор — устройство, коммутирующее несколько каналов связи на один путем частотного разделения.

В ЛВС, где физическая передающая среда представляет собой кабель ограниченной длины, для увеличения протяженности сети используются специальные устройства — повторители.

Повторитель — устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды, расстояние.

Существуют локальные и дистанционные повторители. Локальные повторители позволяют соединять фрагменты сетей, расположенные на расстоянии до 50 м, а дистанционные — до 2000.

Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства — отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такое устройство маршрутизатор.

Маршрутизатор или роутер — устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну операционную систему.

С помощью двух адресов — адреса сети и адреса узла маршрутизатор однозначно выбирает определенную станцию.

Узел — любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

Например, необходимо установить связь с абонентом телефонной сети, находящимся в другом городе. Сначала набирается адрес телефонной сети этого города — код города. Затем — адрес узла этой сети — телефонный номер абонента. Функции маршрутизатора выполняет оператор АТС.

Компьютерные коммуникации

Для соединения компьютеров в сеть требуется сетевое оборудование и программное обеспечение.

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: сообщение, передатчик, средства передачи, приемник.

Передатчик — устройство, являющееся источником данных.

Приемник — устройство, принимающее данные.

Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.

Сообщение — цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи. Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средства передачи — физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи. Наиболее распространены выделенные телефонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информации. Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи.

Особняком в этом отношении стоят локальные вычислительные сети (ЛВС), где в качестве передающей среды используются витая пара проводов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.

Информацию можно передавать в цифровом (узкополосном способе передачи) или аналоговом виде. Цифровой способ передачи позволяет в каждый момент времени использовать передающую среду только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии (длина линии связи не более 1000 м).

Аналоговый способ передачи цифровых данных обеспечивает широкополосную передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот. При аналоговом способе передачи цифровых данных происходят изменения одного из параметров несущего сигнала (амплитуда, фазы, частоты) по закону передаваемого сообщения.

В сетях высокого уровня иерархии — глобальных и региональных используется широкополосная передача, которая предусматривает работу для каждого абонента по своей частоте в пределах одного канала. Это обеспечивает взаимодействие большого количества абонентов при такой скорости передачи данных. Широкополосная передача позволяет совмещать в одном канале передачу цифровых данных, изображения и звука.

Типичным аналоговым каналом является телефонный канал. Когда абонент снимает трубку, то слышит равномерный звуковой сигнал — это и есть сигнал несущей частоты. Так как он лежит в диапазоне звуковых частот, то его называют тональным сигналом. Для передачи по телефонному накалу речи необходимо управлять сигналом несущей частоты — модулировать его. Воспринимаемые микрофоном звуки преобразуются в электрические сигналы, а то, в свою очередь, и модулируют сигнал несущей частоты. При передачи цифровой информации управление производят информационные байты — последовательность единиц и нулей.

Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовывать сигналы с выхода ЭВМ с параметрами сигналов передаваемых по каналам связи. При этом должно быть выполнено как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), так и кодовые.

Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи называют адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.

Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства — мультиплексоры передачи данных или просто мультиплексоры.

Мультиплексор передачи данных — устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.

Как уже говорилось ранее, для передачи цифровой информации по каналу связи необходимо поток битов преобразовывать в аналоговые сигналы, а при приеме информации из канала связи в ЭВМ выполнить обратное действие — преобразовывать аналоговые сигналы в поток битов, которые может обрабатывать ЭВМ. Такие преобразования выполняет специальное устройство — модем.

Модем — устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передачи их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи.

Наиболее дорогим компонентом вычислительной сети является канал связи. Поэтому при построении ряда вычислительных сетей стараются сэкономить на каналах связи, коммутируя несколько внутренних каналов связи на один внешний. Для выполнения функций коммутации используются специальные устройства — концентраторы (или хабы).

Концентратор — устройство, коммутирующее несколько каналов связи на один путем частотного разделения.

В ЛВС, где физическая передающая среда представляет собой кабель ограниченной длины, для увеличения протяженности сети используются специальные устройства — повторители.

Читать еще:  Контакт социальная сеть моя страница вход

Повторитель — устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды, расстояние.

Существуют локальные и дистанционные повторители. Локальные повторители позволяют соединять фрагменты сетей, расположенные на расстоянии до 50 м, а дистанционные — до 2000.

Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства — отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такое устройство маршрутизатор.

Маршрутизатор или роутер — устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну операционную систему.

С помощью двух адресов — адреса сети и адреса узла маршрутизатор однозначно выбирает определенную станцию.

Узел — любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

Например, необходимо установить связь с абонентом телефонной сети, находящимся в другом городе. Сначала набирается адрес телефонной сети этого города — код города. Затем — адрес узла этой сети — телефонный номер абонента. Функции маршрутизатора выполняет оператор АТС.

Локальная коммуникационная сеть это

Для того чтобы получать и передавать информацию нам нужно общаться друг с другом. Между нами устанавливается так называемая коммуникация. Коммуникации бывают материальными и информационными.

К материальным коммуникациям относятся процессы, которые связаны с передачей каких-либо физических объектов. Например, водные коммуникации, транспортные магистрали, газопроводы и т. п.

Информационные коммуникации объединяют процессы, передающие информацию. Это печатные коммуникации, когда общение происходит через книги, журналы, газеты и т. д. Лектории, театры, церкви, концертные залы и пр. определяют аудиторные коммуникации. Видеокоммуникации – это телевидение, кино, видеофильмы. Аудиокоммуникации связаны с радио, звукозаписями, телефоном. Наконец, компьютерные коммуникации – это универсальный вид общения, который обеспечивает передачу информации от текстов до компьютерных программ с помощью носителей (жестких, гибких и лазерных дисков), а также с помощью современных средств связи, включающих компьютеры.

Компьютерные коммуникации позволяют быстро передавать информацию на большие расстояния. Для этого компьютеры объединяются между собой в единую среду. Так появились компьютерные сети.

Компьютерная сеть – это система обмена информацией между компьютерами.
Небольшие по масштабам компьютерные сети, работающие в пределах одного помещения, здания, на сравнительно небольшом расстоянии называются локальными сетями (ЛС).

Примером локальной компьютерной сети может служить сеть компьютеров в классе, соединённых между собой.

Существует несколько целей в использовании локальных сетей:

1) Обмен файлами между пользователями сети;

2) Использование общедоступных ресурсов: большого пространства дисковой памяти, принтеров, централизованной базы данных, программного обеспечения и др.

3) Объединение компьютеров в сеть позволяет значительно экономить денежные средства за счет уменьшения затрат на содержание компьютеров

Дадим несколько определений:

Рабочая группа – пользователи одной локальной сети.

Рабочая станция – компьютер, подключённый к сети.

Топология сети — общая схема соединения компьютеров в локальной сети.

Аппаратные ресурсы сети – это дополнительное оборудование, которое можно подключать к сети и разделять между пользователями. Аппаратные ресурсы расширяют возможности сети

Наиболее распространенные топологии сетей это:

  • Шинная топология;
  • Топология «звезда»;
  • Кольцевая топология.
  • Древовидная топология.

Рассмотрим каждую схему соединения компьютеров в сеть более подробно.

Вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой ,называется линейной шиной.

При таком соединении компьютеров информация по шине передается на все ПК сети, но принимает ее только тот ПК, для которого эта информация предназначена.

Вариант соединения когда к каждому компьютеру подходит отдельный кабель, из одного центральног узла, называется конфигурацией типа «звезда».

В случае топологии «звезда» каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к центральному узлу (рисунок на слайде). Обычно при такой схеме соединения центральным узлом является более мощный компьютер.

Топология типа «кольцо» подразумевает соединение компьютеров сети замкнутой кривой – каналом передающей среды. Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по замкнутому контуру передается от ПК к ПК. Выход из строя одного из компьютеров «кольца» нарушает целостность сети.

При кольцевой топологии данные передаются от одного компьютера другому по эстафете Если некоторый компьютер получает данные, предназначенные не ему, он передает их дальше по кольцу. Адресат предназначенные ему данные никуда не передает.

Компьютеры сети могут находиться на разных уровнях (этажах). В этом случае может быть применена такая конфигурация, которую часто называют «снежинка».

Когда и где применяют ту или иную топологию? Для того чтобы разобраться в этом вопросе необходимо рассмотреть все достоинства и недостатки соединений компьютеров в локальные сети .

  • простота архитектуры сети;
  • простота расширения;
  • простота в управлении;
  • минимальный расход кабеля;
  • отсутствие необходимости централизованного управления;
  • выход из строя одного ПК не нарушит работу других.
  • кабель, соединяющий все станции – один, следовательно «общаться» ПК могут только «по очереди;
  • затруднен поиск неисправностей кабеля, при его разрыве нарушается работа всей сети.
  • выход из строя одной станции или кабеля не повлияет на работу других
  • требуется большое количество кабеля;
  • надежность и производительность определяется центральным узлом, который может не справится с потоком информации (поэтому часто это оборудование дублируется).
  • низкая стоимость;
  • высокая эффективность использования моноканала;
  • простота расширения;
  • простота в управлении.
  • в случае выхода из строя хотя бы одного компьютера вся сеть парализуется;
  • на каждой рабочей станции необходим буфер для промежуточного хранения передаваемой информации, что замедляет передачу данных;
  • подключение новой станции требует отключения сети.
  • высокая эффективность использования;
  • выход из строя одной станции или кабеля не повлияет на работу других.
  • экономия рабочего времени.
  • требуется большое количество кабеля;
  • надежность и производительность определяется центральным узлом;

Все указанные схемы могут в свою очередь быть организованы двумя способами:

1. Одноранговая сеть – построена так, что все компьютеры в сети равноправны. С каждого компьютера есть доступ к информации находящейся на любом компьютере в сети.

2. Сеть с выделенным сервером. Это когда в сети существует центральный компьютер – сервер, с него происходит управление работой в сети. Остальные компьютеры сети называются рабочими станциями и их доступ к информации полностью зависит от сервера.

Объединение компьютеров в единую сеть предоставляет пользователям сети новые возможности, несравнимые с возможностями отдельных компьютеров. Сеть – это не сложение, а умножение возможностей отдельных компьютеров. Локальная сеть позволяет организовать передачу файлов из одного компьютера в другой или другие, совместно использовать вычислительные и аппаратные ресурсы, совмещать распределенную обработку данных на нескольких компьютерах с централизованным хранением информации и многое другое.

Компьютерные сети делятся на три основных типа:

ü локальная вычислительная сеть (ЛВС) — это группа компьютеров, которые могут связываться друг с другом, совместно использовать периферийное оборудование (например, жесткие диски, принтеры и т.д.) и обращаться к удаленным центральным ЭВМ или другим локальным сетям. Локальная сеть может состоять из одного или более файл-серверов, рабочих станций и периферийных устройств. Пользователи сети могут совместно использовать одни и те же файлы (как файлы данных, так и файлы программ), посылать сообщения непосредственно между рабочими станциями и защищать файлы с помощью мощной системы защиты.

Основными видами локальных вычислительных сетей являются Ethernet и ARCNET .

региональная вычислительная сеть (РВС) — это города, объединенные в сеть посредством расположенных в них компьютеров. Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети. Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

ü глобальная вычислительная сеть (Internet) – это сеть, объединяющая целые государства. Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

Отличительной особенностью глобальной сети является значительное удаление компьютеров друг от друга. Для их связи широко используются телефонные линии и модемы. Телефонная сеть передает звуки человеческих голосов (в виде аналоговых сигналов). Цифровые сигналы от компьютера модем преобразовывает (модулирует) в сигналы, которые могут передаваться по телефонной сети, и на другом конце соединения они принимаются другим модемом и преобразуются (демодулируются) из аналоговых в цифровые сигналы компьютера.

Модем — устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые).

Модем соединяет компьютер с телефонной линией. Для работы с ним в оперативную память должна быть загружена специальная управляющая программа — драйвер модема. С ее помощью производится настройка соответствующих параметров модема (установка модема), без чего работа с ним, а значит, и связь с сетью невозможна.

Читать еще:  Коммуникационная сеть минимальной длины

На другом конце телефонной линии должен быть также подключен модем, присоединенный к другому компьютеру. Тогда компьютер-приемник сможет принимать сигналы из сети, то есть модем используется в глобальной сети вместо сетевого адаптера. Если компьютер является клиентом сети, то у него должен быть определен адрес компьютера, к которому он обращается как к серверу. Эти установки выполняются при настройках протокола и программного обеспечения.

Для того чтобы информация, переданная одним компьютером, была понята другим компьютером после ее получения, необходимо было разработать единые правила передачи данных в сети, называемых протоколами.

Протоколы – единые правила передачи данных в компьютерной сети.

При разработке протоколов учитывались все проблемы связи и вырабатывались стандартные алгоритмы доставки информации.

При любой транспортировке необходимо строго соблюдать прави­ла.

Порядок нужен для того, чтобы библиотекарь быстро мог отыскать необходимую книгу, не затрачивая на это массу времени. При расстановке книг работники библиотеки используют определённые правила. То же самое и с информацией.

Передача данных одним сплошным потоком может привести к их потере или искажению. Поэтому они разделяются на блоки (пакеты) информации строго определенной длины. Каждый такой блок сопро­вождается служебной информацией, включая опознавательные знаки его начала и конца. Протоколы передачи содержат механизм распознавания начала и конца блока. Они управляют потоками дан­ных, распределяют их, выстраивают в очереди. На другом конце при­емник информации должен работать по тем же правилам (протоко­лам). Только тогда компьютеры поймут, что передают друг другу.

Каждый пакет получает номер, чтобы распознать ошибочно пере­данную или потерянную во время связи информацию, а также чтобы запросить заново именно тот пакет, с пересылкой которого возникли проблемы. Можно сравнить передачу этих пакетов с доставкой посы­лок по почте в одинаковых ящиках и со стандартным оформлением адреса. Ведь каждая посылка тоже сопровождается служебной ин­формацией. Если вам присылают несколько посылок и одна из них не дошла, вы ее, конечно, можете запросить.

Локальная сеть. Что это? Виды локальных сетей

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (несколько десятков компьютеров, установленных в различных кабинетах некоторого учреждения)

Локальная сеть — коммуникационная система, состоящая из нескольких компьютеров, соединенных между собой посредством кабелей (телефонных линий, радиоканалов), позволяющая пользователям совместно использовать ресурсы компьютера: программы, файлы, папки, а также периферийные устройства: принтеры, плоттеры, диски, модемы и т.д.

Виды локальных сетей:

Одноранговая локальная сеть

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т.е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными. Такие сети называют одноранговыми.

Одноранговая локальная сеть- сеть поддерживающая равноправие компьютеров и предоставляющая пользователям самостоятельно решать какие ресурсы своего компьютера: папки, файлы, программы сделать общедоступными.

Локальная сеть на основе сервера

Если к локальной сети подключено 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 компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сетью на основе серверов.

Сервер — специальный управляющий компьютер, предназначенный для:

1. хранения данных для всей сети.

2. подключения периферийных устройств;

3. централизованного управления всей сетью;

4. определения маршрутов передачи сообщений.

Техническая поддержка локальной сети

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь:

1.Сетевой адаптер – специальная плата, предназначенная для передачи и приема информации из сети.

Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиальный, витая пара, оптоволоконный).

2. Кабель – основной канал связи – физическая среда передачи информации. Основная характеристика канала связи – пропускная способность, т.е. максимальная скорость передачи информации (измеряется в бит/сек, килобит/сек, мегабит/сек).

В локальных сетях используются следующие виды каналов связи:

— Витая пара — проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает малой пропускной способностью – менее 1 Мбит/сек. Скручивание позволяет повысить помехоустойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные.

— Коаксиальный кабель — состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран). Экран представляет собой оплетку из медного провода вокруг изолятора или обернутую вокруг изолятора фольгу.

— Витая пара категорий 5, 5e, 6, 6e, 7 проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает хорошей пропускной способностью – от 100 Мбит/сек. и выше.

— Оптоволоконный кабель — состоит из тонкого стеклянного цилиндра, покрытого оболочкой с другим коэффициентом преломления. Типичная скорость от 10 Гбит/сек и выше.

Существуют и беспроводные локальные сети. В них информация между ПК передается с помощью инфракрасных лучей. Недостаток: наличие помех , создаваемых другими источниками той же частоты, а также сложность защиты данных от несанкционированного доступа, поскольку передаваемые сообщения в таком случае может воспринимать любой приемник, настроенный на ту же частоту.

3. Хаб (коммутатор, концентратор)- специальное устройство, предающее сигналы от одних подключенных к нему компьютеров к другим.

Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство. Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и возможности.

Топологии локальных сетей

Топология (структура) локальной сети – конфигурация сети, порядок соединения компьютеров в сети и внешний вид сети.

При помощи кабеля в локальной сети каждый компьютер соединяется с другими компьютерами. Структуру локальной сети можно описать с помощью сетевой информационной модели.

1. Шинная (линейная шина) – вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры между собой.

2. Звездная – к каждой рабочей станции подходи отдельный кабель из одного узла — сервера. Сервер обеспечивает централизованное управление всей сетью, определяет маршруты передачи сообщений, подключает периферийные устройства, является хранилищем данных для всей сети.

3.. Кольцевая – все компьютеры связаны в кольцо, и функции сервера распределены между всеми машинами сети. Недостаток: при выходе из строя любой ЭВМ работа сети прерывается.

4. Древовидная (снежинка) — позволяет структурировать систему в соответствии с функциональным назначением элементов. Наиболее гибкая структура. Практически все сложные системы имеют в своем составе иерархические структуры.

Сетевой протокол. Пакетный протокол

Работой компьютеров в локальной сети управляют программы. Для того чтобы все компьютеры могли понимать друг друга, отправлять друг другу запросы и получать ответы, они должны общаться на одном языке. Такой язык общения компьютеров называется сетевым протоколом.

В последнее время широкое применение нашли так называемые пакетные протоколы. При использовании протоколов этого типа данные, которыми обмениваются компьютеры, режутся на небольшие блоки. Каждый блок как бы вкладывается в «конверт» (инкапсулируется), в результате чего образуется пакет. Пакет содержит как сами данные, так и служебную информацию: от кого отправлен, кому предназначен, какой пакет должен следовать за ним и прочее. Пакетный протокол обеспечивает циркуляцию пакетов в сети, а также получение их адресатом и сборку. Каждая рабочая станция периодически подключается к сети (по прерываниям) и проверяет проходящие пакеты. Те, что адресованы ей, она забирает, а прочие пересылает дальше.

Рассмотрим простой пример пакетной связи. Допустим, мы на­писали письмо другу на трех листах, потом вложили их в три конверта, поставили на них цифры 1, 2, 3 и опустили в три разных почтовых ящика. Каждый листок пойдет к адресату своим путем. Возможно, что третий листок придет раньше первого, но это не помешает собрать их в правильном порядке и прочесть. В любой переписке особую роль играет конверт — необходимый элемент протокола, установленного почтовой службой. На конверте написано, куда надо доставить содержимое (адрес и почтовый индекс получателя), и указано, куда надо вернуть конверт в случае недоставки (обратный адрес). Если конверт подписан неправильно или на нем нет марки, свидетельствующей о том, что услуга оплачена, то протокол не соблюден и письмо до адресата может не дойти.

Таким образом, функционирование любой локальной сети основано на следующих принципах:

— каждая из машин, включенных в сеть, имеет свой собственный номер (идентификатор);

— информация от каждой машины поступает в сеть в виде отдельных порций (пакетов);

— пакет снабжается информацией о том, для какой машины он предназначен;

— пакет свободно перемещается по сети, причем эта его часть информации сравнивается с идентификатором каждой ЭВМ и в случае совпадения сообщение предается соответствующей машине.

Читать еще:  Сетевой метод спутниковая сеть

Компьютерные сети

Одна из основных потребностей человека – потребность в общении. Универсальным средством общения являются коммуникации, обеспечивающие передачу информации с помощью современных средств связи, включающих компьютер.

Общая схема передачи информации такова:

источник информации — канал связи — приемник (получатель) информации

Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.

Передача информации между компьютерами существует с самого момента возникновения ЭВМ. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем.

Под компьютерной сетью понимают комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для обмена информацией и доступа пользователей к единым ресурсам сети.


Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.


Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.


Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.


Скорость передачи данных — количество бит информации, передаваемой за единицу времени.

Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.

Соотношения между единицами измерения:

  • 1 Кбит/с =1024 бит/с;
  • 1 Мбит/с =1024 Кбит/с;
  • 1 Гбит/с =1024 Мбит/с.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть.
Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

Виды сетей

По типу используемых ЭВМ выделяют однородные и неоднородные сети. В неоднородных сетях содержатся программно несовместимые компьютеры (чаще так и бывает на практике).

По территориальному признаку сети делят на локальные и глобальные.

Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, обычно не более 2–2.5 км.


Глобальные сети (WAN, W > Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Локальная сеть, глобальная сеть.

Основные компоненты коммуникационной сети:

  • передатчик;
  • приёмник;
  • сообщения (цифровые данные определённого формата: файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение);
  • средства передачи (физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу информации).

Топология локальных сетей

Очень важным является вопрос топологии локальной сети.

Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями.


Существует три основных вида топологии сети: шина, звезда и кольцо.

Шина (bus) , при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам. Согласно этой топологии создается одноранговая сеть. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная.

  • простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время работы сети);
  • сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;
  • недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии.

  • сложность сетевого оборудования;
  • сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из-за того, что все адаптеры включены параллельно;
  • обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;
  • ограничение на максимальную длину линий связи из-за того, что сигналы при передаче ослабляются и никак не восстанавливаются.

Звезда (star) , при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи. Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится очень большая нагрузка, поэтому он предназначен только для обслуживания сети.

  • выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании оставшейся части сети;
  • простота используемого сетевого оборудования;
  • все точки подключения собраны в одном месте, что позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети путем отключения от центра тех или иных периферийных устройств;
  • не происходит затухания сигналов.

  • выход из строя центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной;
  • жесткое ограничение количества периферийных компьютеров;
  • значительный расход кабеля.

Кольцо (ring) , при котором каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута. Особенностью кольца является то, что каждый компьютер восстанавливает приходящий к нему сигнал, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами.

  • легко подключить новые узлы, хотя для этого нужно приостановить работу сети;
  • большое количество узлов, которое можно подключить к сети (более 1000);
  • высокая устойчивость к перегрузкам.

  • выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу сети;
  • обрыв кабеля хотя бы в одном месте нарушает работу сети.

В отдельных случаях при конструировании сети используют комбинированную топологию. Например, дерево (tree) — комбинация нескольких звезд.

Каждый компьютер, который функционирует в локальной сети, должен иметь сетевой адаптер(сетевую карту). Функцией сетевого адаптера является передача и прием сигналов, распространяемых по кабелям связи. Кроме того, компьютер должен быть оснащен сетевой операционной системой.

При конструировании сетей используют следующие виды кабелей:

неэкранированная витая пара. Максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные этим кабелем, достигает 90 м. Скорость передачи информации — от 10 до 155 Мбит/с; экранированная витая пара. Скорость передачи информации — 16 Мбит/с на расстояние до 300 м.

коаксиальный кабель. Отличается более высокой механической прочностью, помехозащищённостью и позволяет передавать информацию на расстояние до 2000 м со скоростью 2-44 Мбит/с;

волоконно-оптический кабель. Идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, позволяет передавать информацию на расстояние до 10 000 м со скоростью до 10 Гбит/с.

Понятие о глобальных сетях

Теперь поговорим о глобальных сетях.

Глобальная сеть – это объединения компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов. На сегодняшний день их насчитывается в мире более 200. Из них наиболее известной и самой популярной является сеть Интернет.

В отличие от локальных сетей в глобальных сетях нет какого-либо единого центра управления. Основу сети составляют десятки и сотни тысяч компьютеров, соединенных теми или иными каналами связи. Каждый компьютер имеет уникальный идентификатор, что позволяет «проложить к нему маршрут» для доставки информации. Обычно в глобальной сети объединяются компьютеры, работающие по разным правилам (имеющие различную архитектуру, системное программное обеспечение и т.д.). Поэтому для передачи информации из одного вида сетей в другой используются шлюзы.

Шлюзы (gateway) — это устройства (компьютеры), служащие для объединения сетей с совершенно различными протоколами обмена.


Протокол обмена — это набор правил (соглашение, стандарт), определяющий принципы обмена данными между различными компьютерами в сети.


Главный компьютер сети, который предоставляет доступ к общей базе данных, обеспечивает совместное использование устройств ввода-вывода и взаимодействия пользователей называется сервером.


Компьютер сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает называется клиентом (часто его еще называют рабочей станцией).

Для работы в глобальной сети пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение.

Программное обеспечение можно разделить на два класса:

  • программы-серверы, которые размещаются на узле сети, обслуживающем компьютер пользователя;
  • программы-клиенты, размещенные на компьютере пользователя и пользующиеся услугами сервера.

Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги: электронная почта, удаленный доступ к любому компьютеру сети, поиск данных и программ и т.д.

Вопросы.


  1. В чем заключается основная задача компьютерных коммуникаций?
  2. По какой схеме происходит передача информации?
  3. Сколько сторон участвует в передаче информации?
  4. Дайте определение компьютерной сети. Каково основное назначение компьютерной сети?
  5. Какой объект является абонентом сети?
  6. Для чего нужна станция?
  7. Какова основная характеристика каналов связи?
  8. Что такое локальная сеть?
  9. Что такое глобальная сеть?
  10. Что понимается под топологией локальной сети?
  11. Какие существуют виды топологии локальной сети?
  12. Охарактеризуйте кратко топологию шина, звезда, кольцо.
  13. Зачем нужен шлюз в глобальной сети?
  14. Что такое протокол обмена?
  15. Что такое клинент и сервер?
  16. Решите задачу:

Максимальная скорость передачи данных в локальной сети 100 Мбит/с.
Сколько страниц текста можно передать за 1 сек,
если 1 страница текста содержит 50 строк
и на каждой строке — 70 символов?

Предлагаемый вам тест содержит одиннадцать вопросов, на каждый из которых дается три варианта ответа. Вопросы выводятся в отдельном окне. Отвечая на вопрос, установите курсор мышки на выбранном варианте ответа (он отобразится белым цветом) и щелкните на нем. По результатам выполнения теста будет выведено число верных ответов, повторных попыток ответа и оценка.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты 220 Вольт
Adblock
detector