Виды компьютерных сетей по радиусу охвата
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
1.21 Виды и типы компьютерных сетей (сетей передачи данных) и их радиус действия. Что такое BAN, PAN, LAN, CAN, MAN, WAN?
Сразу стоит отметить, что в дальнейшем нас не будут интересовать сети PAN и BAN, а также технологии, которые в этих сетях используются, мы сосредоточим свое внимание на компьютерных сетях масштаба LAN, то есть на небольших локальных компьютерных сетях, их технологиях и протоколах, которые также используются и в сетях масштаба CAN, MAN и даже WAN.
Перед началом я хотел бы вам напомнить, что ознакомиться с опубликованными материалами первой части нашего курса можно по ссылке: «Основы взаимодействия в компьютерных сетях».
1.21.3 PAN или Personal Area Network (персональная компьютерная сеть)
Эти компьютерные сети обладают чуть большим масштабом, нежели BAN сети. Сети класса PAN предназначены для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу. Типичным примером такого взаимодействия является взаимодействие между ПК и беспроводной мышкой или клавиатурой. Раньше, когда Интернет не был так широко доступен, PAN-сети использовались для передачи данных между телефонами, при встрече люди легко могли обменяться аудио, видео или картинками благодаря таким технологиям как IrDa или Bluetooth (немного о видах сетевого взаимодействия написано здесь), которые лежат в основе Personal Area Network.
Но не стоит считать, что сети PAN сплошь беспроводные, такие технологии как USB или FireWire лежат в основе проводных PAN сетей. Радиус действия PAN сетей может быть ограничен несколькими сантиметрами, а может достигать примерно 30 метров. Еще одной отличительной особенностью персональных сетей является малое число участников: до 8 устройств. Также стоит упомянуть, что в PAN сетях необязательно должен быть механизм арбитража и контроля среды передачи данных, это можно охарактеризовать принципом: кто первый встал, того и тапки. Топология компьютерной сети типа PAN обычно представляет собой разновидность mesh topology.
1.21.5 MAN или Metropolitan Area Network (компьютерные сети масштаба города)
Как понятно из названия, MAN-сети – это сети в масштабах города. Понятно, что в физической основе таких сетей должно лежать что-то быстрое и позволяющее передавать данные на большие расстояния без потерь, из того, что на слуху в данный момент можно опять же выделить оптические линии связи, а также такую технологию как Wi-Max. Понятно, что построить сеть масштаба города да так, чтобы она удовлетворяла потребности всех участников и была достаточно отказоустойчивой, не каждому по карману, поэтому такие сети обычно строят и управляются специальными компаниями, которые предоставляют нам доступ в Интернет, обычно мы их называем провайдеры.
Провайдеры бывают разного уровня, если говорить про запад, то там можно выделить три уровня провайдеров, в зависимости от масштаба: континентального, национального и регионального масштаба. Кстати сказать, взаимодействие между уровнями и внутри уровней очень прозрачные и понятные. К сожалению, про ситуацию у нас так сказать нельзя.
К MAN сетям также можно отнести городские телевизионные и телефонные сети. Радиус таких сетей достигает 10-15 километров.
1.21.2 BAN или Body Area Network (нательная компьютерная сеть)
Термин BAN появился относительно недавно. Сети BAN или body area network представляют собой набор взаимодействующих устройств, которые могут быть встроены/имплантированы в тело человека или закреплены на поверхности тела. Эти устройства отличаются небольшими размерами и небольшой потребляемой мощностью. Устройства класса BAN должны будут получить широкое распространение в медицине: небольшие датчики имплантируются в человеческое тело и передают информацию на смартфон или любое другое устройство, имеющее достаточный объем памяти и возможность выхода в сеть Интернет, таким образом есть возможность отслеживать состояние конкретного пациента в динамике и получать всегда актуальную и достоверную информацию о его здоровье.
Как понятно из описания радиус сети BAN ограничивается 1-2 метрами. Сенсоры, снимающие показания в терминологии BAN называются BSU, эти сенсоры контролирует специальное устройство BCU, которое может взаимодействовать со смартфоном или ноутбуком пользователя.
Коротко выделим особенности Body Area Network: малый радиус действия, малое энергопотребление и продолжительная независимость от источника питания.
Контрольные вопросы
1. Каким образом соединяются компьютеры в локальных сетях?
2. Могут ли компьютеры одного предприятия образовывать глобальную сеть?
3. Чем отличается сервер от рабочей станции?
4. Каковы отношения между компьютерами в одноранговых сетях?
5. Каковы отношения между компьютерами в сетях с выделенным сервером?
6. Что такое Интранет?
7. Чем отличается корпоративная сеть от локальной сети?
8. Каково назначение глобальной сети?
9. Что такое хост-компьютер?
10. В чем суть децентрализованной обработки информации в глобальных сетях?
Выберите документ из архива для просмотра:
Выбранный для просмотра документ Сруктура сети.docx
Структура (топология сети)
Для обмена данными в сети очень важно, как именно связаны компьютеры линиями связи. В этой лекции мы кратко рассмотрим три основные структуры (топологии) сетей с разными схемами соединений между компьютерами: общую шину, звезду и кольцо. Каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками.
Шина – это линия связи, которую несколько устройств используют для обмена данными. В схеме «общая шина» компьютеры (рабочие станции) подключены к одному кабелю с помощью специальных разъёмов.
Чтобы сигнал не отражался от концов кабеля (и шёл не в обратную сторону), их закрывают заглушками (терминаторами).
Так существует всего одна линия связи, компьютеры передают данные по очереди. Сигнал, который идёт по шине, получают все компьютеры, но каждый из них обрабатывает только те данные, которые ему предназначены.
Достоинства схемы «общая шина»:
· самая простая и самая дешёвая схема;
· небольшой расход кабеля;
· легко подключать новые рабочие станции;
· при выходе из строя любого компьютера сеть продолжает работать.
Недостатки схемы «общая шина»:
· при разрыве кабеля или выходе из строя терминатора вся сеть не работает;
· низкий уровень безопасности (каждая рабочая станция имеет доступ ко всем данным, которые идут по сети);
· один канал связи на всех (при увеличении числа компьютеров падает скорость передачи; возможны конфликты, когда две рабочие станции хотят передать данные одновременно);
· сложно обнаруживать неисправности (неясно, где проблема);
· ограничение размера (не более 185 м, при большей длине нужны усилители сигнала).
В схеме «звезда» есть центральное устройство, через которое идёт весь обмен данными. На практике чаще всего в центре находится коммутатор (его часто называют «свитч», от англ. switch - переключать). Коммутатор передает принятый пакет только адресату, а не всем компьютерам в сети.
Достоинства схемы «звезда»:
· при выходе из строя любой рабочей станции сеть остаётся работоспособной;
· высокий уровень безопасности (каждая рабочая станция получает только «свои» данные, а не все, что передаются по сети);
· простой поиск неисправностей и обрывов (сразу ясно, с каким компьютером нет связи).
Недостатки схемы «звезда»:
· большой расход кабеля, высокая стоимость;
· при выходе из строя коммутатора вся сеть не работает;
· количество рабочих станций ограничено количеством портов коммутатора.
Многоуровневая схема «звезда» представляет собой иерархическую структуру (дерево). Она нередко применяется в крупных сетях, которые состоят из сотен компьютеров.
В схеме «кольцо» есть каждый компьютер соединен с двумя соседними, причём от одного он только получает данные, а другому только передаёт. Таким образом, пакеты движутся по кольцу в одном направлении. Для повышения надежности обычно используют «двойное кольцо», в котором каждая линия связи дублируется. По второму кольцу данные могут передаваться в обратном направлении.
Каждый компьютер участвует в передаче сигнала и усиливает его, поэтому размер сети может быть очень велик, ограничено лишь расстояние между соседними узлами (для оптоволоконных сетей – до 2 км).
Достоинства схемы «кольцо»:
· большой размер сети (до 20 км);
· надёжная работа при большом потоке данных, конфликты практически невозможны;
· не нужно дополнительное оборудование (коммутаторы).
Недостатки схемы «кольцо»:
· для подключения нового узла нужно останавливать сеть;
· низкая безопасность (все данные проходят через каждый компьютер);
· сложность настройки и поиска неисправностей.
В современных сетях кольцевая схема чаще всего используется в сочетании со «звездой»: компьютеры соединяются коммутатором по схеме «звезда», а коммутаторы между собой соединяются в кольцо.
1. Что такое топология сети?
2. Опишите структуру, достоинства и недостатки сетей типа общая шина, звезда и кольцо.
3. Какую структуру вы предложили бы использовать для вашей организации (рассмотрите разные ситуации)?
Выбранный для просмотра документ Компьютерные сети_основные понятия.docx
Компьютерные сети: основные понятия
Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединенных линиями связи.
Для передачи данных между компьютерами могут использоваться:
· специальные электрические кабели;
· оптоволокно (нить из стекла или пластика, по которой идет свет);
· радиоволны (в беспроводных сетях).
Объединяя компьютеры в сеть, мы получаем следующие преимущества:
ü быстрый обмен данными между компьютерами без использования сменных носителей ( CD - и DVD -дисков, флэш-дисков);
ü совместное использование ресурсов:
- общих данных, которые могут быть размещены на одном компьютере;
- программ, которые могут запускаться с другого компьютера;
- внешних устройств (например, все компьютеры в сети могут использовать один принтер);
ü электронную почту и другие способы сетевого общения (чаты, форумы и т.п.).
В то же время существуют и недостатки:
· необходимы денежные затраты на сетевое оборудование (кабели, вспомогательные устройства) и программное обеспечение (например, операционную систему специального типа);
· снижается безопасность данных, поэтому компьютеры, на которых ведутся секретные разработки, не должны быть подключены к сети;
· для настройки сети и обеспечения её работы необходим высококвалифицированный специалист – системный администратор.
Системный администратор обычно решает следующие задачи:
· устанавливает и настраивает программное обеспечение;
· устанавливает права доступа пользователей к ресурсам сети;
· обеспечивает защиту информации;
· предотвращает потерю данных в случае сбоя электропитания;
· периодически делает резервные копии данных на DVD -дисках, съемных жестких дисках;
· устраняет неисправности в сети.
Какие бывают сети?
По «радиусу охвата» обычно выделяют следующие типы компьютерных сетей:
· персональные сети (англ. PAN - Personal Area Network ), объединяющие устройство одного человека (сотовые телефоны, карманные компьютеры, смартфоны, ноутбук и т.п.) в радиусе не более 30 м; самый известный стандарт таких сетей – Bluetooth ;
· локальные сети (англ. LAN - Local Area Network ), объединяющие, как правило, компьютеры в пределах одного или нескольких соседних зданий;
· корпоративные сети (англ. Corporate network ) – сети компьютеров одной организации (возможно, находящиеся в разных районах города или даже в разных городах);
· городские сети (англ. MAN - Metropolitan Area Network ), объединяющие компьютеры в пределах города;
· глобальные сети ( WAN - Wide Area Network ), объединяющие компьютеры в разных странах; типичный пример глобальной сети – Интернет.
Серверы и клиенты
В любой сети одни компьютеры используют ресурсы других. Для описания роли компьютеров в обмене данными вводят два термина: сервер и клиент.
Сервер – это компьютер, это компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства и т.д.) в общее использование.
Клиент – это компьютер, использующий ресурсы сервера.
Обычно серверы – это специально выделенные мощные компьютеры, которые используются только для обработки запросов большого числа клиентских компьютеров (рабочих станций) и, как правило, включены постоянно. Чаще всего они находятся в отдельных помещениях, куда пользователи не имеют доступа; это повышает защищенность данных.
В крупных локальных сетях используются несколько серверов, каждый из которых решает свою задачу:
· файловый сервер хранит данные и обеспечивает доступ к ним;
· сервер печати обеспечивает доступ к общему принтеру;
· почтовый сервер управляет электронной почтой;
· серверы приложений (например, серверы баз данных) выполняют обработку информации по запросам клиентов.
Сервер получает запросы от клиентов, ставит их в очередь и после выполнения посылает каждому клиенту ответ с результатами выполнения запроса. Задача клиента – послать серверу запрос в определенном формате и после получения ответа вывести ответ на монитор пользователя. Такая технология называется «клиент-сервер». Её используют, например, все веб-сайты в Интернете: программа-браузер (клиент) посылает запрос веб-серверу и выводит его ответ (веб-страницу) на экран.
Обмен данными
Для того чтобы люди могли полноценно общаться, нужно, чтобы они говорили на одном языке. Эта аналогия действует и для компьютерных систем, где вместо слова «язык» используется термин «протокол».
Протокол – это набор правил и соглашений, определяющих порядок обмена данными в сети.
Можно объединить в одну сеть устройства, которые используют разные протоколы обмена данными. Для этого требуется устройство «переводчик», которое называется шлюзом. Задача шлюза – «перевести» принятые данные в формат другого протокола. Шлюзы часто используют для связи между промышленными сетями (измерительной аппаратурой, датчиками) и сетями персональных компьютеров.
В современных сетях пересылаемые данные делятся на пакеты. Дело в том, что чаще всего одна линия связи используется для обмена данными между несколькими узлами. Если передавать большие файлы целиком, то получится, что сеть будет заблокирована, пока не закончится передача файла. Кроме того, в этом случае при сбое весь файл нужно передавать заново, это увеличивает нагрузку на сеть.
Если передавать отдельные пакеты, время ожидания сокращается до времени передачи одного пакета (это доли секунды), нагрузка на линию связи становится более равномерной. По сети одновременно передаются пакеты, принадлежащие нескольким файлам. На рисунке по одной линии связи (между узлами 3 и 4) одновременно выполняется передача данных от узла 2 к узлу 5 (пакеты обозначены синими прямоугольниками) и от узла 1 к узлу 6 (красные прямоугольники).
Вместе с каждым пакетом передается его контрольная сумма – число, найденное по специальному алгоритму и зависящее от всех данных пакета. Узел-приёмник рассчитывает контрольную сумму полученного блока данных и, если она не сходится с контрольной суммой, указанной в пакете, фиксируется ошибка и этот пакет (а не весь файл!) передаётся, как правило, ещё раз.
Казалось бы, чем меньше размер пакета, тем лучше. Однако это не так, потому что любой пакет кроме «полезных» данных содержит служебную информацию: адреса отправителя и получателя, контрольную сумму. Поэтому в каждом случае ест некоторый оптимальный размер пакета, который зависит от многих условий (например, от уровня помех, количества компьютеров в сети, предаваемых данных и т.д.). Чаще всего для обмена данными в локальных сетях и в Интернете используются пакеты размером не более 1,5 Кбайт.
1. Что такое компьютерная сеть?
2. Какие каналы связи могут использоваться в сетях?
3. Какие преимущества даёт объединение компьютеров в сеть? Что при этом ухудшается?
- что входит в понятие «компьютерная сеть»;
- каково назначение сервера и клиента в сети;
- в чем суть информационно-коммуникационных технологий;
- каково назначение локальной, корпоративной и глобальной сети.
1.21.8 Завершая разговор о типах компьютерных сетей
Итак, мы коротко поговорили о типах компьютерных сетей и выделили шесть типов (BAN, PAN, LAN, CAN, MAN, WAN), их можно выделить больше или наоборот – меньше. Но, нам, как сетевым инженерам, пытающимся построить компьютерную сеть на основе оборудования Cisco, будут не интересны сети PAN (Personal Area Network) и сети BAN (Body Area Network), это не тот масштаб, такжу там используются протоколы и службы, которые нас интересует не так сильно. Но, как уже упоминалось выше, сети класса LAN – это тема всего дальнейшего и предыдущего разговора. А самое приятное здесь то, что технологии, используемые в локальных сетях, в той или иной степени будут применимы и в глобальных сетях.
Например, изучая локальную сеть, мы будем говорить про Ethernet, который работает на канальном и физическом уровне, и этот самый Ethernet будет работать у вас дома, если вы соедините два компьютера витой парой, и этот же Ethernet будет работать между двумя коммутаторами провайдера, соединенными оптическим кабелям, порты которых будут иметь пропускную способность, скажем, 10 Гигабит/с. Ладно, на физическом уровне в оптической линии связи Ethernet отличается от витой пары, но суть канального уровня у Ethernet никак не изменится.
Другой пример. У вас дома стоит роутер. Один порт этого роутера смотрит на провайдера, провайдер выдал на этот порт свой IP-адрес, используя протокол DHCP, а ваш роутер в свою очередь выдал IP-адреса вашим компьютерам и телефонам, используя этот же DHCP, это пример использования протоколов IP и DHCP в домашних условиях, но ведь точно такой же протокол IP используется и для взаимодействия на провайдерском уровне, а провайдер использует вместо роутера специальный DHCP-сервер, который работает по тому же принципу, что и ваш домашний роутер, правда вот реализация DHCP протокола на сервере может отличаться от реализации того же DHCP в роутере D-Link DIR-300, из которого будет нещадно выпилен функционал, не используемый в домашних условиях.
В общем и целом, можно сделать следующий вывод: изучив технологии, используемые в LAN-сетях, вы получите хороший фундамент для изучения технологий, которые применяются на более высоких уровнях, в сетях CAN, MAN и WAN.
Локальные сети
Локальные сети предназначены для обмена информацией между компьютерами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга, в пределах одного здания.
Локальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга.
Локальные сети позволяют:
♦ совместно использовать аппаратные ресурсы (периферийные устройства, накопители);
♦ совместно использовать программные ресурсы (сетевые версии прикладного программного обеспечения);
♦ создавать и совместно использовать информационные ресурсы для работы пользователей над общими задачами;
♦ централизовать усилия по информационной безопасности. По способу связи компьютеров в локальной сети различают:
♦ одноранговые сети;
♦ сети с выделенным сервером.
В одноранговых сетях используется технология «равный к равному». Любой компьютер может использовать ресурсы другого подключенного к нему компьютера. Иначе говоря, любой компьютер может выступать и как сервер, и как клиент. В одноранговых сетях работа приложений на компьютере ухудшается, когда его ресурсами пользуются другие компьютеры сети. Сети с выделенным сервером в этом смысле гораздо стабильнее и производительнее. В современных локальных сетях компьютеры и периферийное оборудование объединяются проводными, волоконно-оптическими, а также беспроводными каналами передачи данных. Сопряжение компьютеров с каналами связи обеспечивает специальное коммуникационное оборудование.
1.21.1 Введение
Мы уже познакомились с принципами сетевого взаимодействия, который лежит в основе всех компьютерных сетей, работающих в современном мире. Теперь давайте попробуем классифицировать компьютерные сети, разделив их по радиусу действия и технологиям, которые лежат в основе этих сетей. Всего мы выделим шесть типов сетей, а именно: BAN, PAN, LAN, CAN, MAN, WAN, и будем двигаться от самых маленьких до самых больших.
Сразу же стоит заметить, что с изменением типа сети будут меняться технологии и оборудование, которое используется для реализации этих сетей, естественно, здесь мы не будем останавливаться на всех тонкостях, а лишь дадим краткое описание. Причина очень проста: дело в том, что сама Cisco выделила целых два курса для изучения технологий, которые используются в LAN сетях.
Также стоит отметить, что эти сети разные по своему масштабу, но их работу можно описать при помощи моделей передачи данных, которые мы рассмотрели ранее: модели OSI 7 и стека протоколов TCP/IP. Во всех ниже описанных задача передачи данных была решена путем декомпозиции, а данные в этих сетях инкапсулируются. Понятно, что характеристики компьютерных сетей и их требования зависят от размера, но сейчас в эти тонкости мы не будем вдаваться.
Представление об информационно - коммуникационных технологиях
Жизнедеятельность человека связана с разнообразными ресурсами: природными, материальными, энергетическими, финансовыми. В информационном обществе все более значимыми становятся информационные ресурсы. Они возникли как результат интеллектуальной деятельности человека, обладающего определенными знаниями и опытом. Эти знания материализуются в виде произведений искусства, литературы, научных разработок, баз данных, алгоритмов, компьютерных программ. С распространением персональных компьютеров огромную роль в предоставлении человеку доступа к информационным ресурсам стали играть компьютерные сети (Computer NetWork, от англ. net — сеть и work — работа).
Компьютерная сеть — это совокупность объединенных средствами связи программных и технических средств, предназначенных для обеспечения информационных процессов между объектами.
Компьютерная сеть является сложной технической системой. Она создавалась для поддержки информационной деятельности человека, связанной со сбором, хранением, поиском, обработкой и передачей информации. Специальные технические и программные средства обеспечивают связи между элементами этой системы. Информационная связь регламентируется совокупностью правил, регулирующих порядок обмена, — протоколами. Первая экспериментальная компьютерная сеть ARPANET (ARPA — аббревиатура от названия «Агентство перспективных исследований») появилась в США более 20 лет назад. Она создавалась по инициативе Министерства обороны для научных исследований в военно-промышленной сфере. Основной принцип этой сети состоял в том, что любой компьютер мог связаться с любым другим компьютером как «равный с равным».
Сегодня в мире действует огромное количество компьютерных сетей, как специализированных (банковских, биржевых, коммерческих), так и универсальных, обслуживающих широкий круг пользователей. К настоящему времени характерной чертой построения конфигурации подобных сетей является использование мощных компьютеров в качестве серверов, а компьютеров пользователей в качестве рабочих станций.
Сервер — это специальный компьютер, который предназначен для удаленного запуска приложений, обработки запросов на получение информации из баз данных и обеспечения связи с общими внешними устройствами: принтерами, модемами, устройствами чтения компакт-дисков. Таким образом, сервер — это объект, предоставляющий пользователю различные информационные услуги, в том числе обеспечивающий возможность работы в сети.
Рабочая станция (клиент) — это персональный компьютер, позволяющий пользоваться услугами, предоставляемыми серверами.
Взаимодействие компьютеров при обработке информации в сети может происходить по-разному:
♦ При централизованной обработке информации основная часть работы ложится на сервер, клиент выполняет лишь ту работу, которая не требует больших ресурсов.
♦ При децентрализованной (распределенной) обработке информации основная часть заданий выполняется на рабочих станциях, а сервер выступает в основном как хранилище информации.
Широкое использование информационной технологии работы в компьютерных сетях во всех видах человеческой деятельности привело к появлению близких по смыслу понятий сетевые технологии и информационно-коммуникационные технологии. Эти понятия имеют разные акценты, но часто их используют как равнозначные.
Говоря о компьютерных сетях, часто используют термин «сетевые технологии».
Сетевая технология — это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения компьютерной сети и обслуживания ее пользователей.
Организация и обслуживание сетей — дело специалистов: программистов, системных администраторов и т. д. Технические вопросы, как правило, пользователей сети не интересуют.
Они хотят получать из Интернета интересующую их информацию и обмениваться ею между собой. Поэтому применительно к огромной армии пользователей сети говорят об «информационно-коммуникационной технологии».
Информационно-коммуникационная технология — это информационная технология работы в сети, позволяющая людям общаться, оперативно получать информацию и обмениваться ею.
Компьютерные сети позволяют объединить информационные ресурсы, находящиеся на разных компьютерах, независимо от разделяющего их расстояния. В зависимости от степени удаленности компьютеров, составляющих сеть, то есть их физического расположения, различают: локальные, корпоративные и глобальные сети. Рассмотрим кратко характеристику каждой из этих сетей.
Корпоративные сети
Для больших организаций (корпораций) характерно наличие филиалов, подразделений, отдаленных друг от друга на значительные расстояния. Как правило, в каждом филиале имеется своя локальная сеть. Объединение разрозненных локальных сетей в пределах одной корпорации в единую образует корпоративную сеть.
Корпоративная сеть — это объединение локальных сетей в пределах одной корпорации для решения общих задач.
В настоящее время для связи компьютеров в корпоративных сетях разработана новая технология — технология Интранет. Интранет использует опыт работы в распределенной среде (протоколы и технологию Интернет) и построена на технологии «клиент-сервер» с централизованной обработкой информации. Это позволяет организовать распределенную корпоративную информационную систему и достичь наибольшей эффективности работы.
Среди телекоммуникационных сетей, получивших распространение за последние годы, особое место занимают малые компьютерные сети, или BBS (Bulletin Board System — электронная доска объявлений), имеющие всего один хост-компьютер (от англ. host — хозяин). BBS представляет собой общедоступную библиотеку разнообразных файлов. BBS являются главным распространителем демо-версий программного обеспечения, игр, компьютерных новостей. Главное достоинство BBS состоит в том, что хозяину (системному оператору) достаточно иметь компьютер с модемом и жестким диском большой емкости, а пользователю для связи с ним не нужно никакой сети, достаточно иметь модем и телефон.
Большинство BBS — детище любителей, но существуют станции, распространяющие коммерческую информацию, рекламу, программные продукты. Многие солидные компьютерные сети предоставляют через BBS разнообразные сервисные и информационные услуги.
1.21.7 WAN или Wide Area Network (глобальные вычислительные сети)
И наконец самые большие сети, которые представлены в нашем списке – это WAN или глобальные сети, за редким исключением, такие сети не принадлежат отдельному лицу или компании. Типичным примером такой сети является Интернет, в который входят сети всех без исключения провайдеров (ну, кроме, Северной Кореи), сервера и сети крупных компаний, услуги которых тесно связаны с Интернет, например, Google, Яндекс, Microsoft или какой-нибудь хостинг провайдер.
Думаю, сетью, отличной от сети Интернет, но принадлежащей одной компании, можно назвать компьютерную сеть РЖД.
1.21.4 LAN, ЛВС, Local Area Network или просто локальная компьютерная сеть
Локальная сеть – это как раз и есть тема курсов Cisco ICND1 и ICND2. Дело все в том, что эта программа как раз-таки и ориентирована на подготовку инженеров, которые смогут обуздать локальную сеть, состоящую из 300-500 хостов (узлов, компьютеров, про стандартные физические компоненты компьютерной сети читайте здесь). Сам же экзамен CCNA требует от испытуемого знать и понимать базовые технологии, которые обеспечивают взаимодействия этих 300 хостов друг с другом.
А что касается термина LAN, то тут не все так однозначно, в качестве локальной сети можно рассматривать вашу домашнюю сеть в центре которой находится роутер, один порт которого смотрит на провайдера, а другие интерфейсы (в том числе и радио интерфейсы, к которым вы подключаетесь по Wi-Fi) смотрят на ваши домашние устройства. Но термином Local Area Network можно назвать офисную сеть, где есть 3-4 отдела и 30-40 человек, а также термином LAN с успехом оперируют сетевые инженеры какого-нибудь завода, на котором работают несколько тысяч человек. LAN-сети могут иметь радиус действия до 1 километра, а также эти самые LAN-сети включают в себя устройства различного класса: конечные узлы в виде ПК, смартфонов, принтеров и других генераторов трафика и промежуточные узлы, задача которых состоит в том, чтобы доставить в целости и сохранности данные из пункта А в пункт Б, сюда могут входить: коммутаторы, роутеры, межсетевые экраны, хабы, хотя последние здесь упомянуты для истории, на реальных сетях вы уже их скорее всего не встретите (здесь можете более подробно почитать о разнице между хабами, коммутаторами и роутерами).
Физической основной для локальных сетей служат медные линии связи, чаще всего это витая пара, а также направленные Wi-Fi антенны, радиус действия которых достигает как раз примерно одного километра, если эта антенна диапазона 2.4 ГГц, если интересно, то в качестве примера можно привести такого производителя как Ubiquiti c его моделями NanoBeam M2 или PowerBeam M2.
Просмотр содержимого документа
«Компьютерные сети. Основные понятия.»
Компьютерные сети. Основные понятия.
Канал обмена информацией
Для организации доступа к информационным ресурсам необходимы каналы обмена информацией
Отправитель информации
Получатель информации
Канал обмена информации
Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность , которая равна количеству информации, которое может передаваться по каналу в единицу времени.
Пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с, Мбит/с.
Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединенных линиями связи.
Для передачи данных между компьютерами могут использоваться:
Объединяя компьютеры в сеть, мы получаем следующие преимущества:
В то же время существуют и недостатки:
По «радиусу охвата» обычно выделяют следующие типы компьютерных сетей:
- персональные сети (англ. PAN = Personal Area Network), объединяющие устройства одного человека (сотовые телефоны, карманные компьютеры, смартфоны, ноутбук и т.п.) в радиусе не более 30 м; самый известный стандарт таких сетей – Bluetooth;
- локальные сети (англ. LAN = Local Area Network), объединяющие, как правило, компьютеры в пределах одного или нескольких соседних зданий;
- корпоративные сети (англ. Corporate network) – сети компьютеров одной организации (возможно, находящие в разных районах города или даже в разных городах);
- городские сети (англ. MAN = Metropolitan Area Network), объединяющие компьютеры в пределах города;
- глобальные сети (англ. WAN = Wide Area Network), объединяющие компьютеры в разных странах; типичный пример глобальной сети – Интернет.
Серверы и клиенты
Сервер – это компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства и т.д.) в общее использование.
Клиент – это компьютер, использующий ресурсы сервера.
По типу серверы различают:
Протокол – это набор правил и методик, с помощью которых определяется порядок установления связи между компьютерами.
Internet Protocol обеспечивает маршрутизацию IP-пакетов, то есть доставку информации от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю.
Определение маршрута прохождения информации
Transmission Control Protocol (TCP) , то есть транспортный протокол, обеспечивает разбиение файлов на IP-пакеты в процессе передачи и сборку файлов в процессе получения.
- Что такое компьютерная сеть?
- Какие каналы связи могут использоваться в сетях?
- Какие преимущества дает объединение компьютеров в сеть? Что ухудшается?
- Что входит в обязанности системного администратора?
- Как разделяются сети по области действия?
- Что такое персональные сети?
- Что такое сервер и клиент?
- Может ли один компьютер выполнять роли сервера и клиента?
- Что такое протокол? Зачем нужны протоколы?
- Что такое шлюз?
- Зачем данные, передаваемые по сети, делятся на пакеты?
-75%
Компьютерной сетью называется объединение двух и более компьютеров посредством каналов передачи данных. Таким образом, назначение любой сети — совместное использование аппаратных и программных ресурсов, доступ к информационным ресурсам. Компьютерные сети занимают все более важное место в жизни человечества. Сети могут объединять информационные ресурсы, как небольших предприятий, так и крупных организаций, занимающих удаленные друг от друга помещения, иногда даже расположенные в разных странах. Это и определяет способ соединения компьютеров между собой и, соответственно, вид сети.
По характеру использования в сети компьютеры разделяются на серверы и рабочие станции.
Сервер — специально выделенный компьютер, который предназначен для разделения файлов, удаленного запуска приложений, обработки запросов на получение информации из баз данных и обеспечения связи с общими внешними устройствами: принтерами, модемами, устройствами чтения компакт-дисков.
Рабочая станция (или клиент) — персональный компьютер, пользующийся услугами, предоставляемыми серверами.
Существуют два основных подхода (рис. 1) к взаимодействию компьютеров в сети.
Первый подход: перенос основной части вычислений и обработки информации на сервер; клиент отвечает только за небольшую часть работы, не требующую больших ресурсов. Этот подход является основой централизованной обработки информации.
Второй подход: основная часть обработки информации производится на рабочих станциях, а сервер выступает как хранилище информации. Этот подход является основой децентрализованной (распределенной) обработки информации.
Рис. 1. Варианты построения сети
Существуют два основных вида компьютерных сетей (рис. 2): локальные и глобальные.
Рис. 2. Виды сетей
Локальная сеть — соединенные между собой компьютеры, расположенные на небольших расстояниях друг от друга.
Как правило, локальная сеть связывает компьютеры, расположенные в пределах одного здания, на расстояниях порядка 50-100 метров; 90% информации, циркулирующей в такой сети, — это информация местной организации. Например, в офисе, расположенном в одном здании, работники имеют доступ к одним и тем же внутренним источникам информации для подготовки различных отчетов, составления расписания и планирования общей деятельности предприятия. Специальные сетевые программы позволяют автоматически планировать собрания, подбирая для них наиболее подходящее для всех время; начальник может проверять, выполнены ли его поручения, которые были разосланы по сети и т. д.
В состав локальной сети могут входить не только компьютеры, но и принтеры, и другие внешние устройства общего пользования. Для организации локальной сети используются различные типы кабелей.
По способу связи компьютеров в локальной сети различают одноранговые сети и сети с выделенным, сервером. В одноранговых сетях (рис. 3) используется технология «равный к равному». Любой компьютер может использовать ресурсы любого подключенного к нему компьютера. Иначе говоря, любой компьютер может выступать и как сервер, и как клиент. Это накладывает определенные ограничения на состав и производительность таких сетей, которые заключаются в следующем:
не принято использовать персональные компьютеры как серверы приложений', а только как файл-серверы или как машины для подключения к принтерам;
работа приложений на компьютере ухудшается, когда его ресурсами пользуются другие компьютеры сети.
Сети с выделенным сервером (рис. 4) в этом смысле гораздо стабильнее и производительнее.
Рис. 3. Одноранговая локальная сеть
Если компьютеры расположены на удаленном расстоянии друг от друга, то для передачи данных используются другие каналы связи: телефонные линии, спутниковая связь, оптоволоконные линии. Такие каналы связи могут соединить компьютеры, расположенные как в соседних домах, так и на разных материках. Расстояние здесь — не помеха. Сети, обеспечивающие удаленное соединение компьютеров и локальных сетей, называются глобальными.
Рис. 4. Локальная сеть с выделенным сервером
Прообразом глобальных сетей исторически стали региональные сети, которые обеспечивали связь компьютеров в пределах одного региона.
Широко известным примером глобальной сети является Internet — всемирная компьютерная сеть: совокупность технических средств, программного обеспечения, стандартов и договоренностей, позволяющих поддерживать связь между различными компьютерными сетями в мире.
В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны единые правила, которые называются технологией Internet. Эти правила устанавливают единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной, единые правила передачи данных, единую систему идентификации компьютера в сети (присвоения ему сетевого адреса). При создании этой технологии преследовалось несколько целей, однако одной из основных было создание сети, устойчивой к частичным повреждениям. Одним из путей достижения этой цели является разработка технологии децентрализованной обработки информации в сети.
Децентрализация обработки информации достигается наличием огромного числа серверов, расположенных в различных частях света, и разнообразием путей доступа к этим серверам. Это значит, что при неисправности некоторого узла (компьютера-сервера) сети функционирование всех остальных компьютеров сохраняется за счет других, исправных серверов. Данные, организованные в пакеты, перемещаются по сети к компьютеру с нужным адресом и при возникновении аварии одного из компьютеров автоматически направляются по другому маршруту. Для получателя совершенно неважно, по какому маршруту тот или иной пакет дойдет до него. На месте назначения они соединятся в одно целое. Так что пакеты могут достичь адресата и обходными путями.
Глобальная сеть — объединение компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.
Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демонстрирует самая популярная сеть — Internet.
Изменяются и локальные сети. Наряду с пассивным кабелем, соединяющим компьютеры, появилось коммуникационное оборудование (коммутаторы) и программное обеспечение (маршрутизаторы, шлюзы). Благодаря этому появилась возможность создания больших корпоративных сетей, которые насчитывают тысячи компьютеров и имеют сложную структуру.
Вспомним, как заказывают железнодорожные билеты. По запросу любого кассира-оператора на его монитор выводится информация о наличии свободных мест, стоимости проездных билетов и т. п. По указанию пассажира кассир через сеть вводит в центральный компьютер запрос на приобретение билета и оформляет продажу билета. Оплаченное место после покупки изымается из дальнейшей продажи. Это — пример централизованной обработки информации в сети. Продажа билетов на одни и те же маршруты может вестись из множества городов. Такую сеть уже нельзя назвать локальной. Она служит для обработки информации одной фирмы или объединения фирм и потому называется корпоративной (от слова корпорация — объединение).
Корпоративная сеть — объединение локальных сетей в пределах одной корпорации для решения общих задач.
В настоящее время для связи компьютеров в корпоративных сетях разработана новая технология — Internet. Intranet использует опыт работы в распределенной среде и построена на технологии «клиент-сервер» с централизованной обработкой информации.
Технология Intranet имеет следующие преимущества:
облегченное централизованное управление сервером и клиентскими рабочими местами;
распределенная корпоративная информационная система, которая использует протоколы и технологию Internet;
сервер не обязательно является фиксированной машиной; им может быть любой компьютер корпорации, а также любой сервер Internet;
Intranet предоставляет возможность объединения разнородных программных решений;
Intranet использует открытые стандарты.
Таким образом, технология Intranet гибко сочетает возможности централизованной и распределенной обработки информации, и позволяет достичь наибольшей эффективности работы.
Аппаратное обеспечение компьютерных сетей
Основная цель создания любой компьютерной сети (локальной или глобальной) состоит в обеспечении обмена информацией между ее объектами (серверами и клиентами). Очевидно, что для этого необходимо осуществить связь компьютеров между собой. Поэтому обязательными компонентами любой сети являются всевозможные каналы связи (проводные и беспроводные), для которых используют различные физические среды. В соответствии с этим различают такие каналы связи как электрический кабель, телефонные и оптоволоконные линии, радиосвязь, космическая связь.
Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовывать компьютерные сигналы в сигналы физических сред, то есть сделать возможным их передачу по электрическим, оптическим, телефонным путям. Для этого используют сетевые адаптеры.
Сетевые адаптеры (сетевые карты) — технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи.
Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида канала связи нужен свой тип сетевого адаптера. Адаптер вставляют в свободное гнездо материнской платы компьютера и соединяют кабелем с сетевым адаптером другого компьютера. На сетевых картах выставляются адреса компьютеров в сети, без которых невозможна передача. Когда информация циркулирует по сети, любой сетевой компьютер отбирает из нее лишь ту, которая предназначена для него. Определяется она в соответствии с адресом компьютера.
Для связи удаленных компьютеров широко используются телефонные линии. Для передачи информации по телефонной линии в компьютере должно быть установлено специальное устройство — модем. Информацию, хранящуюся на компьютере в двоичном цифровом коде, модем преобразует (модулирует) в аналоговые сигналы, которые могут передаваться по телефонной линии. На другом конце соединения они принимаются другим модемом и преобразуются (демодулируются) из аналоговых сигналов в цифровые сигналы компьютера.
Для того чтобы информация, переданная одним компьютером, после ее получения была понята другим компьютером, было необходимо разработать единые правила передачи данных в сети, называемых протоколами. При их разработке учитывались все проблемы связи и вырабатывались стандартные алгоритмы доставки информации.
Протокол передачи устанавливает соглашение между взаимодействующими компьютерами. Для того чтобы связь между компьютерами была установлена, необходимо задать их адреса. Правила образования адресов компьютеров в глобальной сети должны быть абсолютно одинаковыми, несмотря на то, что компьютеры в сети могут быть разнородными и использовать различные операционные системы.
Понятие Internet обычно связывают с двумя важнейшими особенностями этой гиперсети:
пакетным способом передачи информации;
использованием международного протокола TCP/IP, который обеспечивает передачу информации между сетями различных типов.
Согласно протоколу TCP, отправляемые данные делятся на пакеты, каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем была информация, необходимая для правильной сборки документа на компьютере получателя. Протокол TCP также отвечает за надежность передачи больших объемов информации, обрабатывает и устраняет сбои в работе сети.
Протокол IP обеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу) сетевых пакетов. Суть этого протокола состоит в том, что у каждого участника сети должен быть свой уникальный адрес, называемый IP-адресом. Структура IP-адреса такова, что каждый компьютер, через который проходит TCP-пакет, может определить, кому этот пакет необходимо переслать. При пересылке пакета учитывается не географическая близость, а условия связи и пропускная способность линии.
Протоколы TCP и IP тесно взаимосвязаны, и их часто объединяют, говоря, что в Internet базовым является протокол TCP/IP.
Программное обеспечение компьютерных сетей
Для обеспечения работы сети необходимо не только наличие аппаратных средств, но и соответствующее программное обеспечение.
К сетевым программным средствам относится, прежде всего, операционная система, обеспечивающая конфигурирование и настройку сети. Современные версии операционной системы Windows позволяют настроить работу, как в локальной, так и в глобальной сети.
Существуют также программные средства, которые выставляют сетевые адреса компьютеров. Возникло большое количество специальных сетевых системных оболочек. Эти надстройки дают возможность определить адреса компьютеров, заказать нужное количество пользователей сети, если сеть ограничена по количеству клиентов, сделать доступными каталоги или аппаратные ресурсы компьютерам-клиентам в сети, назначив им определенные права, и т. д. Программы дают возможность защищать информацию. Можно делать одни каталоги доступными только для чтения, другие — для чтения и записи информации, а часть вообще недоступной, скрытой. В последнем случае пользователям видна лишь часть информации сервера. Сетевые программы дают возможность назначать для разных пользователей разные права доступа. Эта необходимая мера приводит к сохранности информации и к соблюдению ее конфиденциальности.
На компьютерах, пользователи которых хотят получить доступ к ресурсам других компьютеров, необходимо добавить к операционной системе некоторые
Программа, запрашивающая определенные информационные услуги, называется клиентом, а программа, отвечающая на этот запрос, — сервером. Пара программных модулей клиент-сервер обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой. Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей: файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и другие.
Существует большое разнообразие клиентских почтовых программ. К ним относятся, например, Microsoft Outlook Express, входящая в состав операционной системы Windows 98 как стандартная. Более мощная программа, интегрирующая в себе, кроме поддержки электронной почты, другие средства делопроизводства — Microsoft Outlook. Определенной популярностью пользуются программы The Bat и Eudora Pro.
Для того чтобы пересылать информацию по электронной почте, пользователь должен иметь свой электронный адрес. Адреса электронной почты имеют одинаковую структуру:
В этой записи, как и в обычном почтовом адресе, есть две части: кому и куда, разделенные знаком «@». Правая часть однозначно определяет имя почтового сервера, а вместе с левой — почтовый ящик пользователя. Понятно, что этот адрес должен быть уникальным.
Домен (domain) — область, разделяющая компьютеры по территориальному или тематическому признаку. Существуют домены нескольких уровней. Домен высшего уровня в электронном адресе указывается справа. Например, ru — домен России, ua — Украины, са — Канады; com — коммерческие организации, org — государственные, edu — образовательные. Система доменов имеет иерархическую структуру, поэтому домены следующих уровней указываются в адресе по степени вложенности справа налево и разделяются точкой. Обычно домен второго уровня означает имя организации или города. Так, например, домен второго уровня spb означает Санкт-Петербург, microsoft — компанию Microsoft.
Сегодня сеть Internet используется в различных областях: в науке, технике, образовании, экономике. Первое, с чем сталкивается пользователь сети Internet, — это огромное количество информации. Большинство документов, доступных на серверах сети Internet, имеют гипертекстовый формат.
Гипертекст — это документ, содержащий ссылки на другие документы, организованные по определенным правилам.
Службу Internet, управляющую передачей таких документов, называют World Wide Web (WWW) — «всемирная паутина». Этим же термином или средой www называют совокупность документов, между которыми существуют гипертекстовые связи.
Для просмотра Web-страниц используются специальные программы, которые называются браузерами, обозревателями или навигаторами. Самыми распространенными навигаторам являются Internet Explorer фирмы Microsoft и Netscape Navigator фирмы Netscape.
Адреса Web-документов имеют одинаковую структуру, например:
Для обмена файлами в одноранговой локальной сети необходимо, чтобы на каждом компьютере был обеспечен общий доступ к некоторым папкам. Для пересылки файлов в папки общего доступа используется программа Сетевое окружение.
Кто такой администратор сети?
Вопросами, связанными с организацией локальной или корпоративной сети, ее настройкой и управлением занимаются специально подготовленные люди — администраторы сети или сетевые администраторы. Они устанавливают оборудование, настраивают программное обеспечение, определяют права доступа каждого пользователя к сети. Обыкновенному пользователю не обязательно вникать в премудрости устройства сети. Каждый должен заниматься своим делом. Поэтому рядовой пользователь, чтобы пользоваться услугами сети, должен знать лишь тип сети, в которой он работает, свой сетевой адрес и программное обеспечение, обеспечивающее доступ к другим компьютерам и к Internet, а также свои права доступа
1.21.5 CAN или Campus Area Network (кампусная компьютерная сеть)
Сети типа CAN объединяют несколько локальных сетей в одну. Например, у нас есть институт, у которого есть общежития и есть корпуса. Каждое отдельное общежитие или корпус – это локальная сеть, в которой устройства физически, чаще всего, соединены витой парой, а каждый корпус соединяется уже оптической линией связи. Это как правило, хотя можно встретить и что-нибудь другое, например, антенны диапазона E-Band или Wi-Max антенны.
Важно понимать, что в каждом отдельно взятом кампусе довольно-таки много генераторов и получателей трафика, которые начинают передачу данных тогда, когда им вздумается, поэтому пропускная способность линий между кампуса должна быть значительно выше, чем пропускная способность линии внутри кампуса. Радиус действия Campus Area Network можно обозначить так: от 1 до 5 километров.
This article has 3 comments
А если исключить фактор размера/масштаба компьютерной сети, то на какие виды или типы их еще можно разделить и как классифицировать?
Жду вашей следующей публикации о компьютерных сетях, не затягивайте!
Спасибо за статью, стоит добавить, каким образом сети могут соединяться и взаимодействовать между собой.
Так, корпоративные LAN сети могут соединяться через выделенные каналы связи, построенные на основе SDH мультиплексора, например raisecom.su/equipment/multiservice_sdh/ , через интернет с использованием маршрутизаторов и VPN.
Также для соединения LAN могут применяться L2VPN\L3VPN каналы, арендованные у операторов.
Презентация к уроку "Компьютерные сети". Дается полное представление о структуре компьютерной сети, ее устройстве и назначении основных компонентов.
Выберите документ из архива для просмотра:
Выбранный для просмотра документ Сруктура сети.docx
Структура (топология сети)
Для обмена данными в сети очень важно, как именно связаны компьютеры линиями связи. В этой лекции мы кратко рассмотрим три основные структуры (топологии) сетей с разными схемами соединений между компьютерами: общую шину, звезду и кольцо. Каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками.
Шина – это линия связи, которую несколько устройств используют для обмена данными. В схеме «общая шина» компьютеры (рабочие станции) подключены к одному кабелю с помощью специальных разъёмов.
Чтобы сигнал не отражался от концов кабеля (и шёл не в обратную сторону), их закрывают заглушками (терминаторами).
Так существует всего одна линия связи, компьютеры передают данные по очереди. Сигнал, который идёт по шине, получают все компьютеры, но каждый из них обрабатывает только те данные, которые ему предназначены.
Достоинства схемы «общая шина»:
· самая простая и самая дешёвая схема;
· небольшой расход кабеля;
· легко подключать новые рабочие станции;
· при выходе из строя любого компьютера сеть продолжает работать.
Недостатки схемы «общая шина»:
· при разрыве кабеля или выходе из строя терминатора вся сеть не работает;
· низкий уровень безопасности (каждая рабочая станция имеет доступ ко всем данным, которые идут по сети);
· один канал связи на всех (при увеличении числа компьютеров падает скорость передачи; возможны конфликты, когда две рабочие станции хотят передать данные одновременно);
· сложно обнаруживать неисправности (неясно, где проблема);
· ограничение размера (не более 185 м, при большей длине нужны усилители сигнала).
В схеме «звезда» есть центральное устройство, через которое идёт весь обмен данными. На практике чаще всего в центре находится коммутатор (его часто называют «свитч», от англ. switch - переключать). Коммутатор передает принятый пакет только адресату, а не всем компьютерам в сети.
Достоинства схемы «звезда»:
· при выходе из строя любой рабочей станции сеть остаётся работоспособной;
· высокий уровень безопасности (каждая рабочая станция получает только «свои» данные, а не все, что передаются по сети);
· простой поиск неисправностей и обрывов (сразу ясно, с каким компьютером нет связи).
Недостатки схемы «звезда»:
· большой расход кабеля, высокая стоимость;
· при выходе из строя коммутатора вся сеть не работает;
· количество рабочих станций ограничено количеством портов коммутатора.
Многоуровневая схема «звезда» представляет собой иерархическую структуру (дерево). Она нередко применяется в крупных сетях, которые состоят из сотен компьютеров.
В схеме «кольцо» есть каждый компьютер соединен с двумя соседними, причём от одного он только получает данные, а другому только передаёт. Таким образом, пакеты движутся по кольцу в одном направлении. Для повышения надежности обычно используют «двойное кольцо», в котором каждая линия связи дублируется. По второму кольцу данные могут передаваться в обратном направлении.
Каждый компьютер участвует в передаче сигнала и усиливает его, поэтому размер сети может быть очень велик, ограничено лишь расстояние между соседними узлами (для оптоволоконных сетей – до 2 км).
Достоинства схемы «кольцо»:
· большой размер сети (до 20 км);
· надёжная работа при большом потоке данных, конфликты практически невозможны;
· не нужно дополнительное оборудование (коммутаторы).
Недостатки схемы «кольцо»:
· для подключения нового узла нужно останавливать сеть;
· низкая безопасность (все данные проходят через каждый компьютер);
· сложность настройки и поиска неисправностей.
В современных сетях кольцевая схема чаще всего используется в сочетании со «звездой»: компьютеры соединяются коммутатором по схеме «звезда», а коммутаторы между собой соединяются в кольцо.
1. Что такое топология сети?
2. Опишите структуру, достоинства и недостатки сетей типа общая шина, звезда и кольцо.
3. Какую структуру вы предложили бы использовать для вашей организации (рассмотрите разные ситуации)?
Выбранный для просмотра документ Компьютерные сети_основные понятия.docx
Компьютерные сети: основные понятия
Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединенных линиями связи.
Для передачи данных между компьютерами могут использоваться:
· специальные электрические кабели;
· оптоволокно (нить из стекла или пластика, по которой идет свет);
· радиоволны (в беспроводных сетях).
Объединяя компьютеры в сеть, мы получаем следующие преимущества:
ü быстрый обмен данными между компьютерами без использования сменных носителей ( CD - и DVD -дисков, флэш-дисков);
ü совместное использование ресурсов:
- общих данных, которые могут быть размещены на одном компьютере;
- программ, которые могут запускаться с другого компьютера;
- внешних устройств (например, все компьютеры в сети могут использовать один принтер);
ü электронную почту и другие способы сетевого общения (чаты, форумы и т.п.).
В то же время существуют и недостатки:
· необходимы денежные затраты на сетевое оборудование (кабели, вспомогательные устройства) и программное обеспечение (например, операционную систему специального типа);
· снижается безопасность данных, поэтому компьютеры, на которых ведутся секретные разработки, не должны быть подключены к сети;
· для настройки сети и обеспечения её работы необходим высококвалифицированный специалист – системный администратор.
Системный администратор обычно решает следующие задачи:
· устанавливает и настраивает программное обеспечение;
· устанавливает права доступа пользователей к ресурсам сети;
· обеспечивает защиту информации;
· предотвращает потерю данных в случае сбоя электропитания;
· периодически делает резервные копии данных на DVD -дисках, съемных жестких дисках;
· устраняет неисправности в сети.
Какие бывают сети?
По «радиусу охвата» обычно выделяют следующие типы компьютерных сетей:
· персональные сети (англ. PAN - Personal Area Network ), объединяющие устройство одного человека (сотовые телефоны, карманные компьютеры, смартфоны, ноутбук и т.п.) в радиусе не более 30 м; самый известный стандарт таких сетей – Bluetooth ;
· локальные сети (англ. LAN - Local Area Network ), объединяющие, как правило, компьютеры в пределах одного или нескольких соседних зданий;
· корпоративные сети (англ. Corporate network ) – сети компьютеров одной организации (возможно, находящиеся в разных районах города или даже в разных городах);
· городские сети (англ. MAN - Metropolitan Area Network ), объединяющие компьютеры в пределах города;
· глобальные сети ( WAN - Wide Area Network ), объединяющие компьютеры в разных странах; типичный пример глобальной сети – Интернет.
Серверы и клиенты
В любой сети одни компьютеры используют ресурсы других. Для описания роли компьютеров в обмене данными вводят два термина: сервер и клиент.
Сервер – это компьютер, это компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства и т.д.) в общее использование.
Клиент – это компьютер, использующий ресурсы сервера.
Обычно серверы – это специально выделенные мощные компьютеры, которые используются только для обработки запросов большого числа клиентских компьютеров (рабочих станций) и, как правило, включены постоянно. Чаще всего они находятся в отдельных помещениях, куда пользователи не имеют доступа; это повышает защищенность данных.
В крупных локальных сетях используются несколько серверов, каждый из которых решает свою задачу:
· файловый сервер хранит данные и обеспечивает доступ к ним;
· сервер печати обеспечивает доступ к общему принтеру;
· почтовый сервер управляет электронной почтой;
· серверы приложений (например, серверы баз данных) выполняют обработку информации по запросам клиентов.
Сервер получает запросы от клиентов, ставит их в очередь и после выполнения посылает каждому клиенту ответ с результатами выполнения запроса. Задача клиента – послать серверу запрос в определенном формате и после получения ответа вывести ответ на монитор пользователя. Такая технология называется «клиент-сервер». Её используют, например, все веб-сайты в Интернете: программа-браузер (клиент) посылает запрос веб-серверу и выводит его ответ (веб-страницу) на экран.
Обмен данными
Для того чтобы люди могли полноценно общаться, нужно, чтобы они говорили на одном языке. Эта аналогия действует и для компьютерных систем, где вместо слова «язык» используется термин «протокол».
Протокол – это набор правил и соглашений, определяющих порядок обмена данными в сети.
Можно объединить в одну сеть устройства, которые используют разные протоколы обмена данными. Для этого требуется устройство «переводчик», которое называется шлюзом. Задача шлюза – «перевести» принятые данные в формат другого протокола. Шлюзы часто используют для связи между промышленными сетями (измерительной аппаратурой, датчиками) и сетями персональных компьютеров.
В современных сетях пересылаемые данные делятся на пакеты. Дело в том, что чаще всего одна линия связи используется для обмена данными между несколькими узлами. Если передавать большие файлы целиком, то получится, что сеть будет заблокирована, пока не закончится передача файла. Кроме того, в этом случае при сбое весь файл нужно передавать заново, это увеличивает нагрузку на сеть.
Если передавать отдельные пакеты, время ожидания сокращается до времени передачи одного пакета (это доли секунды), нагрузка на линию связи становится более равномерной. По сети одновременно передаются пакеты, принадлежащие нескольким файлам. На рисунке по одной линии связи (между узлами 3 и 4) одновременно выполняется передача данных от узла 2 к узлу 5 (пакеты обозначены синими прямоугольниками) и от узла 1 к узлу 6 (красные прямоугольники).
Вместе с каждым пакетом передается его контрольная сумма – число, найденное по специальному алгоритму и зависящее от всех данных пакета. Узел-приёмник рассчитывает контрольную сумму полученного блока данных и, если она не сходится с контрольной суммой, указанной в пакете, фиксируется ошибка и этот пакет (а не весь файл!) передаётся, как правило, ещё раз.
Казалось бы, чем меньше размер пакета, тем лучше. Однако это не так, потому что любой пакет кроме «полезных» данных содержит служебную информацию: адреса отправителя и получателя, контрольную сумму. Поэтому в каждом случае ест некоторый оптимальный размер пакета, который зависит от многих условий (например, от уровня помех, количества компьютеров в сети, предаваемых данных и т.д.). Чаще всего для обмена данными в локальных сетях и в Интернете используются пакеты размером не более 1,5 Кбайт.
1. Что такое компьютерная сеть?
2. Какие каналы связи могут использоваться в сетях?
3. Какие преимущества даёт объединение компьютеров в сеть? Что при этом ухудшается?
- что входит в понятие «компьютерная сеть»;
- каково назначение сервера и клиента в сети;
- в чем суть информационно-коммуникационных технологий;
- каково назначение локальной, корпоративной и глобальной сети.
Еще записи о создании сайтов и их продвижении, базах данных, IT-технология и сетевых протоколах
Возможно, эти записи вам покажутся интересными
Выберете удобный для себя способ, чтобы оставить комментарий
Глобальные сети
Разработка средств и методов передачи информации на большие расстояния сделала возможным появление глобальных сетей.
Глобальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на большом расстоянии, для общего использования мировых инормационных ресурсов.
В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны единые правила — технология Интернет. Эти правила устанавливают:
♦ единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной;
♦ единые правила передачи данных;
♦ единую систему идентификации компьютера в сети (сетевой адрес).
При создании этой технологии преследовалось несколько целей, однако одной из основных было создание сети, устойчивой к частичным повреждениям. Одним из путей достижения этой цели является разработка технологии децентрализованной обработки информации в сети.
Децентрализация обработки информации достигается следующим образом. Каркас глобальных сетей составляют хост-компь- ютеры, являющиеся мощными узлами связи. Они обеспечивают надежный круглосуточный обмен информацией между пользователями сети. Хост-компьютеры соединяются между собой выделенными телефонными каналами связи, волоконно-оптическими кабелями или беспроводными (спутниковыми) каналами связи. Совокупность хост-компьютеров обеспечивает связь с международными телекоммуникационными сетями. При неисправности одного узла (компьютера) в сети сохраняется возможность обмена информацией между другими компьютерами, так как пакеты данных на пути к компьютеру с нужным адресом автоматически направляются по альтернативному маршруту, в обход аварийного участка. Для получателя информации не имеет значения, каким путем пакеты информации будут доставлены на его компьютер.
Современные глобальные телекоммуникационные сети объединяют десятки, а иногда и сотни хост-компьютеров. В них работают сотни тысяч пользователей. Набор услуг, предоставляемый пользователям в той или иной сети, зависит прежде всего от возможностей сетевого программного обеспечения, установленного на хост-компьютерах.
Для «общения» компьютеров, включенных в сеть, как и для общения людей, нужен специальный язык. Языком, описывающим правила работы сети, является совокупность сетевых протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей/интернет-протокол).
Читайте также: