Виды компьютерных сетей

Сеть— это набор соединенных между собой устройств, предоставляющих возможность пользователям сохранять, обмениваться и получать доступ к необходимой информации.

Наиболее популярными устройствами, соединяющимися в сеть, являются микрокомпьютеры, миникомпьютеры, мэйнфреймы, терминалы, принтеры, факсы, пейджеры и различные устройства для хранения данных.

Компьютерная сетьэто совокупность, по крайней мере, двух компьютеров, которые соединены между собой таким образом, чтобы был возможен обмен данными между ними.

Работу компьютерных сетей обеспечивают компоненты трех основных типов:

1) компьютеры;

2) средства передачи, такие, как кабели, телефонные иди радиолинии;

3) некоторая совокупность рабочих процедур, или протоколов.

Сеть предоставляет пользователю практически такие же возможности, что и большая мощная ЭВМ, но за гораздо меньшую стоимость.


Компьютерные (информационно-вычислительные) сети представляют собой совокупность компьютеров, объединенных посредством телефонной сети, а также специализированными сетями передачи данных.

Передача информационных потоков на значительные расстояния осуществляется с помощью проводных, кабельных, радиорелейных и спутниковых линий связи. В ближайшее время можно ожидать широкого применения оптической связи по стекловолоконным кабелям.

По географическим масштабам вычислительные сети подразделяются на два вида: локальные и глобальные. Локальная сетьможет иметь протяженность до 10 км. Глобальная сетьможет охватывать значительные расстояния — до сотен и десятков тысяч километров.

1. ЛВС. Такие сети имеют относительно небольшую протяженность и обычно принадлежат какой-либо одной организации, например, предприятию бизнеса или университету.

Для них характерны, как правило, множественный доступ и высокие скорости передачи данных. При разработке ЛВС главная проблема состоит в том, чтобы избежать столкновения посланного сообщения с сообщениями других компьютеров.

Для решения этой проблемы применяются два способа: принцип состязательной конкуренции и эстафетная передача маркера доступа.

Локальная сеть существенно отличается от глобальной сети. ЛС часто называют сетью для автоматизированного учреждения.


Существует два основных типа сетей: одноранговые и сети на основе сервера. В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом.

2. Территориальные сети. Такие сети соединяют между собой территориально удаленные друг от друга компьютеры; по своей протяженности они могут быть региональными, общегосударственными или глобальными. Обычно они эксплуатируются как сети с открытым доступом или находятся под совместным управлением многих организаций.

В территориальных сетях используется коммутируемая среда передачи, так: что информация, посылаемая по таким сетям, прежде чем она достигнет своего пункта назначения, проходит через один или большее число промежуточных пунктов, называемых коммутаторами. Примерами коммутируемых сетей могут служить телефонная, телеграфная и почтовая системы. Территориальные сети обычно строят на базе существующих систем связи, хотя для них могут использоваться также выделенные микроволновые каналы, радиоканалы для связи с мобильными объектами и спутниковые каналы.


В большинстве территориальных сетей применяют метод пакетной коммутации, при котором подлежащие передаче данные группируются в небольшие пакеты. Каждый пакет содержит в себе адреса посылающего и принимающего компьютеров, а также информацию для управления. Сеть использует эту информацию для отправки пакетов адресатам и их сборки в надлежащем порядке.

Преимущество пересылки отдельных пакетов по сравнению с непрерывным процессом передачи состоит в том, что каналы связи можно в этом случае использовать более эффективно. Пакеты, приходящие по разным линиям от разных отправителей, могут вперемежку пересылаться по одному и тому же участку сети, так что пропускная способность сети не будет оставаться неиспользуемой, когда какой-либо из каналов не загружен. Кроме того, пакеты, приходящие по одной и той же линии, могут посылаться в свои пункты назначения по разным маршрутам, что позволяет распределять трафик по многим каналам и реагировать на неисправность в какой-либо части сети.

По способу передачи информации различают следующие типы глобальной информационно-вычислительной сети (ИВС).

Спутниковая связь. Линия связи через спутниковый транслятор обладает большой пропускной способностью, перекрывает огромные расстояния, передает информацию с высокой надежностью вследствие низкого уровня помех.
и достоинства делают спутниковую связь уникальным и эффективным средством передачи информации. Почти весь объем пересылаемой информации спутниковой связи приходится на геостационарные спутники. Но спутниковая связь весьма дорога, так как необходимо иметь наземные станции, антенны, собственно спутник, а также на спутнике необходимо иметь корректирующие двигатели и соответствующие системы управления для удержания его на орбите. В общем балансе связи на спутниковые системы пока приходится примерно 3 % мирового трафика. Но потребности в спутниковых линиях продолжают расти, поскольку при дальности свыше 800 км спутниковые каналы становятся экономически более выгодными по сравнению с другими видами дальней связи.

Оптоволоконная связь. Благодаря огромной пропускной способности и помехозащищенности, оптический кабель становится незаменимым в информационно-вычислительных сетях, где требуется передавать большие объемы информации с исключительно высокой надежностью, в местных телевизионных сетях и локальных вычислительных сетях. Быстрые темпы развития производства световодов и соответствующей аппаратуры ведут к снижению стоимости оптических линий связи и к их более широкому распространению.

Радиосвязь. К сожалению, радио как беспроволочный вид связи несвободно от недостатков. Атмосферные и промышленные помехи, взаимное влияние радиостанций, замирание на коротких волнах, высокая стоимость специальной аппаратуры — все это затрудняет использование радиосвязи в ИВС.


Радиорелейная связь. Освоение диапазона ультракоротких волн позволило создать радиорелейные линии. Недостатком радиорелейных линий связи является необходимость установки через определенные промежутки ретрансляционных станций, их обслуживание и т. д.

Модемная связь. Наиболее распространенным вариантом сетей сегодня является модемная телефонная сеть на основе стандартной телефонной линии и персонального компьютера. Она позволяет создавать информационно-вычислительные сети практически на неограниченной территории, при этом по указанной сети могут передаваться как данные, так и речевая информация. Основным преимуществом организации информационно-вычислительной сети на основе телефонной линии связи является стандартность и доступность всех ее компонентов, а также охват телефонной сетью, хотя и неравномерный, почти всего земного шара. Количество абонентов такой информационно-вычислительной сети практически неограниченно.

Для соединения компьютера с телефонной сетью используется специальная плата, называемая модемом, а также соответствующее программное обеспечение.

Преимущества, которые имеют сети ЭВМ для деловых применений заключаются в следующем:

— разделение файлов;

— передача файлов;


— доступ к информации;

— разделение прикладных программ;

— одновременный ввод данных в прикладные программы;

— разделение дорогостоящего оборудования;

— электронная почта и др.

studopedia.ru

Лекция. Компьютерные сети

Виды сетей

Компьютерная сеть – это система, включающая компьютеры, системное и прикладное программное обеспечение, сетевое и каналообразующее оборудование, кабельную и/или беспроводную среду передачи информации. Компьютеры в сети выполняют функции: организации доступа к среде передачи информации, управления передачей информации, предоставления вычислительных ресурсов пользователям, организации сетевых сервисов.

Под понятием локальной вычислительной сети (ЛВС) в дальнейшем будем понимать совокупность связанных между собой компьютеров, работающих в пределах одного помещения или здания. Чаще всего ЛВС имеет одну центральную вычислительную машину, которая называется сервером, и множество подключенных к ней компьютеров – рабочих станций. Название «сервер» происходит от английского слова «server» и переводится как «обслуживающее устройство». Сервер имеет большую дисковую память. В ней хранится программное обеспечение и другая информация, к которой могут обращаться пользователи сети. Группу локальных сетей, расположенных в пределах одного предприятия или учреждения принято называть интрасетью(англ. intra – внутри).


Основными методами доступа при построении современных ЛВС являются высокоскоростные технологии Ethernet, которые называются, соответственно, Fast Ethernet (скорость передачи 100 Мбит/с) и Gigabit Ethernet (скорость передачи 1Гбит/с).

По способу связи компьютеров в локальной сети различают:

ü сети с выделенным сервером;

ü одноранговые сети.

Виды кабельных соединений:

витая пара (пара медных проводов (или несколько пар проводов), скрученных вместе шестью оборотами на дюйм для обеспечения защиты от электромагнитных помех);

Виды компьютерных сетей

коаксиальный кабель (состоит из двух проводников, окруженных изолирующими слоями, и обеспечивающий хорошую помехозащищенность и малое затухание сигнала на расстояниях);

Виды компьютерных сетей

Виды компьютерных сетей

 

волоконно-оптический кабель (передающий данные в виде световых импульсов по «стеклянным» проводам с очень высокой скорость передачи). Кабель покрыт защитной поливинилхлоридной оболочкой. Этот тип кабеля обеспечивает наивысшую скорость передачи данных до 100 Гбит/с.


Виды компьютерных сетей

Виды компьютерных сетей

 

Также используются беспроводные подключения к сети, которые применяются для обмена данными между локальными вычислительными сетями, когда использование традиционных кабельных технологий затруднено или нецелесообразно (например, дорого). Рассмотрим основные виды беспроводного подключения:

1. Способом организации беспроводного канала передачи данных на уровне населенных пунктов является технология WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access – взаимодействие оборудования сетевого доступа на сверхвысоких частотах во всем мире). Этот стандарт беспроводной связи, относящийся к мобильной связи третьего поколения (3G), обеспечивает широкополосную связь на площади радиусом более 30 км. Технология WiMAX позволяет работать в любых условиях, в том числе, в условиях плотной городской застройки, обеспечивая высокое качество связи и скорость передачи данных. Сети WiMAX состоят из базовых станций и станций-приемников. Базовые станции оснащаются приемно-передающими антеннами, устанавливаемыми на крышах зданий. Станции-приемники оснащаются либо антеннами аналогичного типа, либо компактными устройствами, устанавливаемыми внутри помещений или непосредственно в слот компьютера.


2. Wi-Fi(англ. Wireless-Fidelity , дословно «беспроводная точность») – общее название стандартов оборудования беспроводных локальных вычислительных сетей. В Wi-Fi-сетях выделяют точки доступа и клиентов. Точка доступа – приемно-передающее устройство, подсоединенное к проводному (главному) сегменту ЛВС. Клиентами по отношению к ней являются приемно-передающее устройства подчиненных сегментов ЛВС или Wi-Fi-адаптеры компьютеров пользователей. Возможно подключение двух клиентов в режиме «точка-точка», когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых Wi-Fi-адаптеров «напрямую».

3. Технологией ближней радиосвязи или беспроводных персональных сетей (WPAN — Wireless Personal Area Network) является Bluetooth. Эта спецификация была разработана компанией Ericsson и была так названа в честь короля викингов Харальда Синезубого (Bluetooth), который объединил под своим началом Норвегию и Данию и был широко известен своей удивительной способностью примирять и сближать людей. При данном подключении последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику. Таким образом, если рядом работают несколько пар приёмник-передатчик, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью системы защиты конфиденциальности передаваемых данных, поскольку переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения. Кроме того при передаче данных используются различные схемы кодирования. Bluetooth обеспечивает обмен данными между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры.


4. IrDA (Infrared Data Association) – группа стандартов, описывающая протоколы физического и логического уровня передачи данных с использованием инфракрасного диапазона световых волн в качестве носителя. Является разновидностью атмосферной оптической линии связи ближнего радиуса действия. В данное время практически вытеснена более современными способами связи, такими как Wi-Fi и Bluetooth. Достоинства – малое энергопотребление, высокая помехоустойчивость и большая скорость передачи информации.Недостаток технологии – требование прямой видимости между приёмником и передатчиком.

5. GPRS (General Packet Radio Service – пакетная радиосвязь общего пользования) – надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию, как по объёму переданной/полученной информации, так и по времени, проведённому в режиме on-line. Технология обеспечивает достаточно высокую скорость передачи данных.

Топология (компоновка, конфигурация, структура) компьютерной сети – это физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи.

Базовые топологии сети:

Шина

Виды компьютерных сетей

Звезда

Виды компьютерных сетей

Кольцо

Виды компьютерных сетей

Наряду с перечисленными топологиями компьютерных сетей на практике применяются и различные виды комбинированных топологий, которые получаются в результате комбинаций базовых топологий.

Региональная сеть представляет собой группу объединенных локальных сетей, расположенных в пределах определенного региона, а также может включать отдельные компьютеры, не входящие в какие-либо локальные сети. Региональная сеть связывает между собой узловые компьютеры, а через них и подсоединенные к ним локальные сети и персональные компьютеры отдельных пользователей – абонентов сети. Структура сети всегда устроена так, чтобы каждый абонент мог связаться с любым другим абонентом данной региональной сети. Сети, обслуживающие отдельную отрасль (образование, науку, оборону и т.п.) или промышленные предприятия, называются отраслевыми или корпоративными сетями. Каждая корпоративная компьютерная сеть обычно имеет связь с другими сетями.

Под глобальной компьютерной сетью понимается совокупность региональных сетей, работающих по единому протоколу передачи данных. Различают два вида глобальных компьютерных сетей: национальные и международные. Например, национальная компьютерная сеть России имеет собственное название – Рунет (Российская сеть).

Существует мировая система компьютерных сетей, через которую можно установить связь с самыми далекими уголками планеты. Эта система получила название Интернет[1]глобальная вычислительная сеть, объединяющая множество локальных, региональных, ведомственных, социальных, частных и других информационных сетей каналами связи и едиными для всех ее участников правилами организации пользования и приема/передачи данных, определяемых протоколом TCP/IP. Каждый пользователь Интернет получает доступ к огромному объему информации, охватывающей все стороны человеческой деятельности, возможность оперативно обмениваться информацией с другими пользователями, а также размещать в Интернет свою собственную информацию, например, в социальной сети[2].

Провайдер – компания или организация, которая предоставляет доступ к сети Интернет через свой интернет-сервер. Провайдер подключает к своей сети клиентов, которые становятся частью сети данного провайдера и одновременно частью всех объединенных сетей, которые и составляют Интернет.

Международная Организация по Стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала в 1984 году модель, которая определяет правила и уровни взаимодействия в сетевых системах. Она была названа моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI). Модель определяет любую информационную сеть как вертикальный стек уровней. При этом в модели выделяется семь уровней взаимодействия:

1. Физический уровень.

2. Канальный уровень.

3. Сетевой уровень.

4. Транспортный уровень.

5. Сеансовый уровень.

6. Уровень представления данных.

7. Прикладной уровень.

Большинство сетевых систем теоретически реализует все семь уровней. Однако многие практические сетевые системы пропускают ряд уровней. Два первых уровня модели могут быть реализованы как аппаратно, так и программно. Остальные пять уровней, как правило, реализуются только программным обеспечением. Фактически модель описывает, каким образом информация проделывает путь через сетевую систему от прикладной программы на одном узле сети до прикладной программы на другом сетевом узле.

2. Протокол TCP/IP

Для того чтобы все компьютеры должны понимать друг друга, отправлять друг другу запросы и получать ответы, они должны общаться на одном языке. Такой набор правил, описывающий порядок выполнения операций по передаче информации в компьютерной сети носит название сетевого протокола.

В Интернет принято применять группу протоколов, основывающихся на так называемом пакетном способе передачей данных – TCP/IP (<ти си пи / ай пи>). Протокол передачей данных TCP/IP (транспортный уровень) обеспечивает надежную пересылку информации в масштабах всей сети. Первоначально TCP/IP разбивается на два протокола:

1. Transmission Control Protocol – протокол управления передачей данных (TCP).

2. Internet Protocol (IP) – протокол межсетевого взаимодействия.

При использовании протоколов такого типа, данные, которыми обмениваются компьютеры, разделяются на небольшие блоки. Каждый блок как бы вкладывается в конверт, в результате чего образуется пакет (рис.1).

 
  Виды компьютерных сетей

Рис. Структура пакета

 

Протокол TCP отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты. Каждому пакету добавляется заголовок длиной 20 байт. В заголовке содержатся следующие данные:

адрес отправителя;

адрес получателя;

номер текущего пакета;

номер следующего пакета.

Протокол TCP также отвечает и за сборку пакетов в конечном пункте воедино, в соответствии с их номерами. Если какой-либо из пакетов утерян или поврежден (передан с ошибками), то его передачу повторяют.

Протокол IP отвечает непосредственно за передачу данных по сети и их адресацию.

Следовательно, пакетный протокол TCP/IP обеспечивает циркуляцию пакетов в сети, а также получение их адресатом и сборку пакетов воедино.

При работе в компьютерных сетях поддерживаются несколько различных сетевых протоколов. В зависимости от того, какое оборудование использовано при создании локальной сети, можно использовать тот или иной протокол обмена данными.

 

helpiks.org

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ: Компьютерные сети

Виды компьютерных сетей

Компьютерные сети можно классифицировать по различным признакам.

I . По принципам управления :

1. Одноранговые — не имеющие выделенного сервера. В которой функции управления поочередно передаются от одной рабочей станции к другой;

2. Многоранговые — это сеть, в состав которой входят один или несколько выделенных серверов. Остальные компьютеры такой сети (рабочие станции) выступают в роли клиентов.

II . По способу соединения :

1. "Прямое соединение "- два персональных компьютера соединяются отрезком кабеля. Это позволяет одному компьютеров (ведущему) получить доступ к ресурсам другого (ведомого);

2. "Общая шина " — подключение компьютеров к одному кабелю;

3. "Звезда " — соединение через центральный узел;

4. "Кольцо " — последовательное соединение ПК по двум направлениям.

III . По охвату территории :

1. Локальная сеть (сеть, в которой компьютеры расположены на расстоянии до километра и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.) — 0,1 — 1,0 км; Узлы ЛВС находятся в пределах одной комнаты, этажа, здания.

2. Корпоративная сеть (в пределах находятся в пределах одной организации, фирмы, завода). Количество узлов в КВС может достигать нескольких сотен. При этом в состав корпоративной сети обычно входят не только персональные компьютеры, но и мощные ЭВМ, а также различное технологическое оборудование (роботы, сборочные линии и т.п.).

Корпоративная сеть позволяет облегчить руководство предприятием и управление технологическим процессом, установить четкий контроль за информационными и производственными ресурсами.

3. Глобальная сеть (сеть, элементы которой удалены друг от друга на значительное расстояние) — до 1000 км.

В качестве линий связи в глобальных сетях используются как специально проложенные (например, трансатлантический оптоволоконный кабель), так и существующие линии связи (например, телефонные сети). Количество узлов в ГВС может достигать десятков миллионов. В состав глобальной сети входят отдельные локальные и корпоративные сети.

4. Всемирная сеть — объединение глобальных сетей (Internet).

ТОПОЛОГИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу. Топология сети позволяет сравнивать и классифицировать различные сети. Различают три основных вида топологии:

1) Звезда;

2) Кольцо;

3) Шина.

ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ

Эта топология использует один передающий канал на базе коаксиального кабеля, называемый "шиной". Все сетевые компьютеры присоединяются напрямую к шине. На концах кабеля-шины устанавливаются специальные заглушки — "терминаторы" (terminator). Они необходимы для того, чтобы погасить сигнал после прохождения по шине. К недостаткам топологии "Шина" следует отнести следующее:

•данные, предаваемые по кабелю, доступны всем подключенным компьютерам;

•в случае повреждения "шины" вся сеть перестает функционировать.

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО»

Для топологии кольцо характерно отсутствие конечных точек соединения; сеть замкнута, образуя неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Эта топология подразумевает следующий механизм передачи: данные передаются последовательно от одного компьютера к другому, пока не достигнут компьютера-получателя. Недостатки топологии "кольцо" те же, то и у топологии "шина":

•общедоступность данных;

•неустойчивость к повреждениям кабельной системы.

ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА»

В сети с топологией "звезда" все компьютеры соединены со специальным устройством, называемым сетевым концентратором или "хабом" (hub), который выполняет функции распределения данных. Прямые соединения двух компьютеров в сети отсутствуют. Благодаря этому, имеется возможность решения проблемы общедоступности данных, а также повышается устойчивость к повреждениям кабельной системы. Однако функциональность сети зависит от состояния сетевого концентратора.

Методы доступа к несущей в компьютерных сетях

В различных сетях существуют различные процедуры обмена данными между рабочими станциями.

Международный институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers — IEEE) разработал стандарты (IEEE802.3, IEEE802.4 и IEEE802.5), которые описывают методы доступа к сетевым каналам данных.

Наибольшее распространение получили конкретные реализации методов доступа: Ethernet, ArcNet и Token Ring. Эти реализации основаны соответственно на стандартах IEEE802.3, IEEE802.4 и IEEE802.5.

Метод доступа Ethernet

Этот метод доступа, разработанный фирмой Xerox в 1975 году, пользуется наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность.

Для данного метода доступа используется топология "общая шина". Поэтому сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными станциями, подключенными к общей шине. Но сообщение предназначено только для одной станции (оно включает в себя адрес станции назначения и адрес отправителя). Та станция, которой предназначено сообщение, принимает его, остальные игнорируют.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением конфликтов, называемых коллизиями (CSMA/CD -Carter Sense Multiple Access with Collision Detection).

Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу.

Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.

Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает несколько десятков или сотен станций.

Метод доступа ArcNet

Этот метод разработан фирмой Datapoint Corp. Он тоже получил широкое распространение, в основном благодаря тому, что оборудование ArcNet дешевле, чем оборудование Ethernet или Token-Ring.

ArcNet используется в локальных сетях с топологией "звезда". Один из компьютеров создает специальный маркер (сообщение специального вида), который последовательно передается от одного компьютера к другому.

Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет "отцеплено" от маркера и передано станции.

Метод доступа Token-Ring

Метод доступа Token-Ring был разработан фирмой IBM и рассчитан на кольцевую топологию сети.

Этот метод напоминает ArcNet, так как тоже использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. В отличие от ArcNet при методе доступа Token-Ring имеется возможность назначать разные приоритеты разным рабочим станциям.

Среды передачи данных, их характеристики

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель был первым типом кабеля, использованным для соединения компьютеров в сеть. Кабель данного типа состоит из центрального медного проводника, покрытого пластиковым изолирующим материалом, который, в свою очередь, окружен медной сеткой и/или алюминиевой фольгой. Этот внешний проводник обеспечивает заземление и защиту центрального проводника от внешней электромагнитной интерференции. При прокладке сетей используются два типа кабеля — "Толстый коаксиальный кабель" (Thicknet) и "Тонкий коаксиальный кабель" (Thinnet). Сети на основе коаксиального кабеля обеспечивают передачу со скоростью до 10 Мбит/с. Максимальная длина сегмента лежит в диапазоне от 185 до 500 м в зависимости от типа кабеля.

"Витая пара"

Кабель типа "витая пара" (twisted pair), является одним из наиболее распространенных типов кабеля в настоящее время. Он состоит из нескольких пар медных проводов, покрытых пластиковой оболочкой. Провода, составляющие каждую пару, закручены вокруг друг друга, что обеспечивает защиту от взаимных наводок. Кабели данного типа делятся на два класса — "экранированная витая пара" ("Shielded twisted pair") и "неэкранированная витая пара" ("Unshielded twisted pair"). Отличие этих классов состоит в том, что экранированная витая пара является более защищенной от внешней электромагнитной интерференции, благодаря наличию дополнительного экрана из медной сетки и/или алюминиевой фольги, окружающего провода кабеля. Сети на основе "витой пары" в зависимости от категории кабеля обеспечивают передачу со скоростью от 10 Мбит/с – 1 Гбит/с. Длина сегмента кабеля не может превышать 100 м (до 100 Мбит/с) или 30 м (1 Гбит/с).

Оптоволоконный кабель

Оптоволоконные кабели представляют собой наиболее современную кабельную технологию, обеспечивающую высокую скорость передачи данных на большие расстояния, устойчивую к интерференции и прослушиванию. Оптоволоконный кабель состоит из центрального стеклянного или пластикового проводника, окруженного слоем стеклянного или пластикового покрытия и внешней защитной оболочкой. Передача данных осуществляется с помощью лазерного или светодиодного передатчика, посылающего однонаправленные световые импульсы через центральный проводник. Сигнал на другом конце принимается фотодиодным приемником, осуществляющим преобразование световых импульсов в электрические сигналы, которые могут обрабатываться компьютером. Скорость передачи для оптоволоконных сетей находится в диапазоне от 100 Мбит/c до 2 Гбит/с. Ограничение по длине сегмента составляет 2 км.

Wi-Fi

mirznanii.com

Какие бывают компьютерные сети?

Компьютеры в сети могут соединяться между собой по-разному, в зависимости от типа компьютеров, расстояния, на котором они находятся, и функций, которые на них возлагаются. Поэтому различают следующие виды сетей:

Вид сети Cвойства
Локальные компьютерные сети
(англ. Local Area Networks — LAN)
Сосредоточенные на территории радиусом не более 1-2 км, локальные компьютерные сети построены с использованием дорогих высококачественных линий связи, позволяющих достигать высоких скоростей обмена данными порядка 10000 Мбит/с, данные передаются в цифровом формате, то есть в форме, в которой они хранятся и обрабатываются в компьютере.
Глобальные компьютерные сети
(англ. Wide Area Networks — WAN)
Объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (единицы и десятки мегабит в секунду). Форма передачи данных по глобальным сетям не совпадает с формой их представления в памяти компьютера. Поэтому для подключения компьютера к глобальной сети необходимо иметь устройство, например оптический модем, который осуществляет преобразование данных на входе и выходе компьютера. Для устойчивой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
Беспроводные локальные компьютерные сети
(англ. Wireless Local Area Network — WLAN)
Локальные сети на основе технологии беспроводной связи Wi-Fi, основанной на стандартах IEEE 802.11. Такая сеть связывает два или более устройств с помощью беспроводной связи для формирования локальной сети (LAN) в пределах ограниченной области, например дома, в школе, в компьютерной лаборатории, учебном заведении, офисном или общественном здание и т.д. Это дает пользователям возможность передвигаться по территории сохраняя подключение к сети. Через шлюз WLAN также может обеспечить подключение сети Интернет. Беспроводные локальные сети стали популярными для использования в домашних условиях из-за простоты установки и использования. Они также популярны в коммерческих объектах, которые предлагают беспроводной доступ своим сотрудникам и клиентам.
Региональные компьютерные сети
(англ. Metropolitan Area Networks — MAN)
Занимают промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они качественные линии связи и достигают высоких скоростей обмена, иногда даже более высоких, чем в классических локальных сетях. Как и в случае локальных сетей, при построении сети уже имеющиеся линии связи не используются, а прокладываются заново.
Персональные компьютерные сети
(англ. Personal Area Network — PAN)
Объединяет персональное электронное оборудование пользователя (телефоны, карманные персональные компьютеры, ноутбуки, гарнитуры и т.д.) преимущественно через беспроводную связь Bluetooth или Wi-Fi, предусматривает ограниченное количество абонентов (до 8 участников) и небольшой радиус действия (до 30 м )
Нательная компьютерная сеть
(Body Area Network — BAN)
Объединяет надеваемые или имплантированные компьютерные устройства, такие как умные часы, мониторы пульса и давления, умные кардиостимуляторы и т.п. Особое внимание уделяется надежности и бесперебойности связи медицинских приборов.

Компьютерные сети могут соединять различное количество компьютеров и охватывать различные по величине территории. Сеть, соединяющая компьютеры, расположенные в пределах кабинета, помещения, одного или нескольких домов, называют локальной. Локальные сети создаются в учебных заведениях, банках, других организациях. В локальной сети может быть от двух до нескольких сотен компьютеров. Главной особенностью локальной сети сравнительно короткие, скоростные, качественные линии связи.

Локальные компьютерные сети

Локальные сети (Local Area Network — LAN) состоят из компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории и которые, как правило, принадлежат одной организации. За счет того, что расстояния между отдельными компьютерами небольшие, появляются широкие возможности для использования телекоммуникационного оборудования, обеспечивающего высокую скорость и качество передачи данных. Кроме того, в локальных сетях, как правило, используются простые способы взаимодействия отдельных компьютеров сети. Локальная вычислительная сеть строится на базе среды передачи данных, которая предоставляет собой структурированную кабельную систему (СКС) здания. Для предоставления пользователю сетевых сервисов к кабельной системе подключается активное сетевое оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы и т.д.).

В зависимости от технологии передачи данных различают:

  • локальные сети с маршрутизацией данных;
  • локальные сети с селекцией данных.

В зависимости от используемых физических средств соединения локальные сети подразделяются на кабельные и беспроводные.

Локальная компьютерная сеть представляет собой совокупность серверов и рабочих станций. Обработка данных в компьютерных сетях распределена обычно между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, таких как запрос файла, поиска информации в базе данных и т.д.

Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных сетях, так и в сетях с иерархической структурой (выделенный сервер).

Одноранговая сеть — в которой каждый компьютер (рабочая станция) имеет одинаковые права, то есть все компьютеры равноправны. В одноранговых сетях возможно дополнительно создать подсети, так называемые рабочие группы с соответствующими именами.

Равноправие компьютеров в такой сети означает, что каждый владелец компьютера, имеющего доступ к сети, может самостоятельно управлять ресурсами и данными, находящимися на компьютере. Разрешить пользоваться ресурсами и данными того или иного компьютера означает предоставить общий доступ пользователям, находящимся в той же группе, что и данный компьютер, а также можно установить пароль доступа и права доступа к ресурсу. В связи с этим каждый владелец компьютера несет ответственность за сохранность и работоспособность конкретного ресурса и рабочей станции в целом. Компьютер, находящийся в локальной сети, но при этом не входит в ту или иную группу пользователей, не сможет воспользоваться общим ресурсом, выделенным для данной группы пользователей.

Иерархическая сеть — в которой один из компьютеров выполняет функции хранения данных (выделенный сервер), предназначенных для использования всеми другими рабочими станциями локальной сети, управление взаимодействием рабочих станций и ряд сервисных функций. Создание и эксплуатация иерархической сети требует соответствующих профессиональных навыков и постоянного администрирования сети соответствующим специалистом — системным администратором.

Предоставление ресурсов в иерархической сети в отличие от одноранговой осуществляется в соответствии с правами того или иного пользователя. Для полноценного использования ресурсов сети пользователи должны быть зарегистрированы администратором в сети с определенными правами доступа, согласно которым выделенный сервер определять ресурсы и данные, которые доступны конкретному пользователю. Вход в локальные компьютерные сети пользователем осуществляется на основе идентификации его сервером в соответствии с логином и паролем.

Создание сети с выделенным сервером, аккумулирует большой объем общей информации, позволяет снизить требования к техническим характеристикам других компьютеров в сети, что способствует уменьшению суммарных расходов на покупку всего оборудования.

Достоинства иерархической сети:

  • надежная система защиты;
  • высокое быстродействие;
  • отсутствие ограничений на число рабочих станций.

Недостатки иерархической сети:

  • высокая стоимость, так как необходимо выделять мощный компьютер под выделенный сервер и поддерживать работу сети, прибегнув к услугам системного администратора;
  • меньшая гибкость по сравнению с одноранговых сетями.
  • Комбинируя перечисленные выше виды локальных сетей, можно получить сети более сложных видов, принципов организации и функционирования:
  • комбинирование одноранговой и иерархической сети, где рабочие станции взаимодействуют как по принципу функционирования временной сети, так и по принципам функционирования иерархических сетей;
  • иерархическая сеть с несколькими выделенными серверами (файловый сервер, сервер печати и т.д.);
  • иерархическая сеть, функционирование которой основано на иерархии серверов, когда сервер нижнего уровня подключаются к серверам более высокого уровня.

Сервер является ядром локальной сети и обеспечивает доступ пользователей к информационной системе. Все отдельные рабочие станции и любые совместно используемые периферийные устройства, например принтеры, подсоединяются к файл-серверу.

Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы, содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелями с файл-сервером.

К преимуществам локальных компьютерных сетей можно отнести:

  • возможность совместного использования ресурсов сети (файлов, принтеров, модемов и т.д.);
  • оперативный доступ к любой информации сети;
  • надежные средства резервирования и хранения информации;
  • защита информации от несанкционированного доступа;
  • возможность использования современных технологий, в частности, системы электронного документооборота, сетевых баз данных, приема / передачи факсов, доступа в Интернет.

Глобальные компьютерные сети

Сети, соединяющих компьютерные сети и отдельные компьютеры, размещенные в разных городах и странах, частях света, называют глобальными (WAN). В глобальных сетях часто используются существующие линии связи, например телефонные, телеграфные, сотовые линии.

Наиболее известной глобальной сетью является Интернет. Интернет также называют сетью сетей. Существуют еще и другие глобальные сети. Например, сети банковских систем, сети авиакомпаний, научных организаций.

Интернет — всемирная система взаимосвязанных компьютерных сетей. Интернет состоит из большого количества локальных и глобальных сетей, связанных между собой с использованием различных проводных и беспроводных технологий. Интернет составляет физическую основу для размещения огромного количества информационных ресурсов и услуг, например www и электронная почта.

Как создают компьютерную сеть?

Компьютерные сети состоят из узлов, которыми могут быть компьютер, принтер или другое устройство, связанное с сетью. Компьютеры разделяют на два типа: рабочие станции, на которых работают пользователи, и серверы, обслуживающие эти станции.

Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров и других устройств, соединенных каналами передачи данных. В компьютерных сетях используются кабельные (с помощью телефонных линий, оптоволоконных каналов, сетевых кабелей) или беспроводные каналы (с помощью сотовой, спутниковой связи, Wi-Fi, радиоволны и т.п.).

Компьютеры в сети могут иметь различное назначение. Например, к компьютеру, входящему в сеть, могут быть присоединены периферийные устройства. Для того чтобы использовать одно из них, указанному компьютеру направляется запрос. В ответ на эти запросы компьютеры предоставляют услуги по доступу к собственным или сетевым ресурсам.

Сетевое взаимодействие заключается в передаче запросов от одних компьютеров сети к другим компьютерам и устройствам и получении в ответ доступа к определенным ресурсам сети. Те компьютеры, которые предоставляют доступ к собственным и сетевых ресурсов другим компьютерам, называют серверами, а те, что пользуются услугами серверов, — клиентами или клиентскими компьютерами.

Основными компонентами аппаратной составляющей компьютерной сети есть рабочие станции, серверы, сетевые платы, оборудование для обеспечения передачи данных по различным каналам связи.

Серверы используются для объединения и распределения ресурсов компьютерной сети между клиентами (рабочими станциями).

Как мы уже писали, компьютеры, которые одновременно могут выполнять функции сервера и рабочей станции при работе в сети, образуют одноранговую компьютерную сеть, то есть такую, где всем узлам сети предоставлен одинаковый приоритет, при этом ресурсы каждого узла доступны другим узлам сети.

В компьютерных сетях сервер может быть выделен (если он выполняет только функции сервера). Сеть типа «клиент-сервер» — это сеть, в которой одни компьютеры выполняют функцию серверов, а другие — клиентов.

Для работы в компьютерной сети каждому узлу сети необходима сетевая плата (сетевой адаптер), к которой подсоединяют сетевой кабель.

Компьютерные сети - Сетевая плата
Сетевая плата

Сетевая плата — это плата расширения, которая вставляется в разъем материнской платы компьютера. Все чаще сетевые платы интегрируются в материнскую плату. Также распространены беспроводные сетевые карты, обеспечивающие соединения компьютеров в сеть WLAN (беспроводная локальная компьютерная сеть) по стандарту Wi-Fi (IEEE 802.11).

Функции сетевой платы:

  • подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче с помощью сетевого кабеля;
  • передача данных на другой компьютер;
  • управления потоком данных между компьютером и средой передачи;
  • прием данных с кабеля и перевод в форму, понятную для центрального процессора компьютера.

Данные в сетях передаются по каналам связи. Канал связи — это оборудование, с помощью которого осуществляется соединение компьютеров в сеть. Соединение может быть образовано с использованием кабелей для передачи сигналов или с помощью беспроводных средств. От вида каналов связи зависит скорость обмена данными в сети.

Каналы связи можно сравнивать с транспортными системами грузовых или пассажирских перевозок. Транспортировка пассажиров может осуществляться по воздуху (самолетами, аэростатами и другими воздушными средствами), железной дорогой или по воде (лодки, теплоходы и т.д.), по суше (автомобили, поезда, конные экипажи, верблюжьи караваны и т.д.). В зависимости от среды транспортировки подбирают и подходящее средство передвижения.

Компьютеры внутри локальной сети соединяются с помощью кабелей, передающих сигналы. Кабели классифицируются в зависимости от возможных значений скорости передачи данных и частоты возникновения сбоев и ошибок. Чаще всего используются кабели трех основных категорий:

  • витая пара;
  • коаксиальный кабель;
  • оптоволоконный кабель.

Для построения локальных сетей сейчас наиболее широко используется витая пара. Внутри такой кабель состоит из двух или четырех пар медного провода, скрученных между собой. Витая пара подключается к компьютеру с помощью разъема, который очень напоминает телефонный разъем. Витая пара способна обеспечивать работу сети на скоростях  1, 10, 100, 1000 Мбит/с.

Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы, изоляции, ее окружает, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки. По центральному проводу кабеля передаются сигналы, в которые предварительно были преобразованы данные. Такой провод может быть как моно-, так и многожильным.

Кабели компьютерных сетей

В основе оптоволоконного кабеля содержатся оптические волокна, данные по которым передаются в виде импульсов света. Электрические сигналы по оптоволоконному кабелю не передаются, он не распространяет электромагнитное излучение, поэтому сигнал нельзя перехватить, что практически исключает несанкционированный доступ к данным. Оптоволоконный кабель используют для транспортировки больших объемов данных на максимально доступных скоростях. Сейчас широко используется скорость 1000 Мбит/с, приобретает все большее распространение скорость 10 Гбит/с и выше. Главным недостатком такого кабеля является его хрупкость: его легко повредить, а монтировать и соединять можно только с помощью специального оборудования.

Аппаратное и программное обеспечение сетей

Конструктивно компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров, которые объединены каналами связи и обеспечена аппаратным и программным сетевым оборудованием. На каждом клиенте сети устанавливается программа-клиент. На серверах сети устанавливают программу-сервер, которая предоставляет услуги программам-клиентам.

Проще всего построить локальную сеть из двух компьютеров (прямое соединение). Для этого нужен специальный кабель ( «патч-корд», максимальная длина до 100 м), чтобы соединить их сетевые адаптеры (карты), и соответствующие настройки на обоих компьютерах.

Чтобы построить локальную сеть с большим количеством компьютеров, нужно специальное устройство — сетевой коммутатор («свитч») или сетевой концентратор («хаб»). К нему (а следовательно, и к локальной сети) подсоединяют компьютеры и другие сетевые устройства, которые укомплектованы сетевыми адаптерами: принтеры, сканеры и т.п. Внешние устройства, в составе которых нет сетевых карт, подсоединяют к сети через компьютер.

Для построения локальной сети или для передачи данных между различными локальными сетями и их подключения к Интернету используют также маршрутизаторы (роутеры).

Подключение компьютеров к сети
Подключение компьютеров к сети

    Страницы:

  • 1
  • 2
  • 3

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Слайд 1

Виды компьютерных сетей

Слайд 2

Компьютерная сеть – это совокупность компьютерного и сетевого оборудования, соединенного с помощью каналов связи в единую систему. Для создания компьютерной сети нам потребуются следующие компоненты: компьютеры, имеющие возможности для подключения к сети (например, сетевая карта, которая есть в каждом современном ПК); передающая среда или каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, волоконно-оптические и радиоканалы); сетевое оборудование (например, коммутатор или роутер); сетевое программное обеспечение (как правило, входит в состав операционной системы или поставляется вместе с сетевым оборудованием).

Слайд 3

Компьютерные сети принято подразделять на два основных вида: глобальные и локальные . Локальные сети ( Local Area Network – LAN ) обладают замкнутой инфраструктурой до выхода на поставщиков услуг интернета. Термин “локальная сеть” может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть большого завода, занимающего несколько гектаров. Применительно к организациям, предприятиям, фирмам используется термин корпоративная сеть – локальная сеть отдельной организации (юридического лица) независимо от занимаемой ею территории. Корпоративные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей (например, сотрудникам компании). Глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.

Слайд 4

Региональные сети – это сети, существующие обычно в пределах города, района, области, страны. Они связывают абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки-сотни километров. Они являются объединением нескольких локальных сетей и частью некоторой глобальной. Особой спецификой по отношению к глобальной не отличаются. Региональные вычислительные сети имеют много общего с локальными, но они, по многим параметрам, сложнее их. Например, помимо обмена данными и голосового обмена, региональные вычислительные сети могут передавать видео- и аудиоинформацию.

Слайд 5

Глобальная сеть ( Wide Area Network – WAN ) охватывает большие географические регионы и состоит из множества локальных сетей. С глобальной сетью, которая состоит из нескольких тысяч сетей и компьютеров, знакомы все – это Интернет. Системному администратору приходится иметь дело с локальными (корпоративными) сетями. Обычный пользовательский компьютер, подключенный к локальной сети, называется рабочей станцией . Компьютер, предоставляющий свои ресурсы для общего использования другим компьютерам сети, называется сервером ; а компьютер, обращающийся к совместно используемым ресурсам на сервере – клиентом .

Слайд 6

Существуют различные виды серверов : файловые (для хранения общих файлов), серверы баз данных, серверы приложений (обеспечивающие удаленную работу программ на клиентах), web -серверы (для хранения web -контента) и другие. Загрузка сети характеризуется параметром, называемым трафиком. Трафик – это поток сообщений в сети передачи данных. Под ним понимают количественное измерение числа проходящих по сети блоков данных и их длины, выраженное в битах в секунду. Например, скорость передачи данных в современных локальных сетях может быть 100Мбит/с или 1Гбит/с В настоящее время в мире насчитывается огромное количество всевозможного сетевого и компьютерного оборудования, позволяющего организовать самые различные компьютерные сети. Все многообразие компьютерных сетей можно разделить на несколько видов по различным признакам:

Слайд 7

По территории: локальные – охватывают небольшие территории и располагаются внутри отдельных офисов, банков, корпораций, домов; региональные – образуются путем объединения локальных сетей на отдельных территориях; глобальные (интернет).

Слайд 8

По способу связи компьютеров: проводные (компьютеры соединяются посредством кабеля); беспроводные (компьютеры обмениваются информацией посредством радиоволн. например, по технологии WI-FI или Bluetooth ).

Слайд 9

По способу управления: с централизованным управлением – для управления процессом обмена данных в сети выделяется одна или несколько машин (серверов); децентрализованные сети – не содержат в своем составе выделенных серверов, функции управления сетью передаются по очереди от одного компьютера другому.

Слайд 10

По составу вычислительных средств: однородные – объединяют однородные вычислительные средства (компьютеры); неоднородные – объединяют различные вычислительные средства (например: ПК, торговые терминалы, веб-камеры и сетевое хранилище данных).

Слайд 11

По типам среды передачи сети разделяются на оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне, через спутниковый канал и т.д.

Слайд 12

Топологии сетей Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология — это стандартный термин, который используется профессионалами при описании основной компоновки сети . Все сети строятся на основе трех базовых топологий: шина ( bus ); звезда ( star ); кольцо ( ring ).

Слайд 13

Шина Топологию «шина» часто называют «линейной шиной» ( linear bus ). Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.

Слайд 14

Звезда При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором ( hub ). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Эта топология возникла на заре вычислительной техники, когда компьютеры были подключены к центральному, главному, компьютеру.

Слайд 15

Кольцо При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Поэтому у кабеля просто не может быть свободного конца, к которому надо подключать терминатор. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

nsportal.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector