Общее понятие компьютерной сети
Одна из основных потребностей человека – потребность в общении. Универсальным средством общения являются коммуникации, обеспечивающие передачу информации с помощью современных средств связи, включающих компьютер.
Общая схема передачи информации такова:«источник информации — канал связи — приемник (получатель) информации»
Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, а также телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.
Передача информации между компьютерами существует с самого момента возникновения ЭВМ. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем.
Под компьютерной сетью понимают комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для обмена информацией и доступа пользователей к единым ресурсам сети.
Основное назначениекомпьютерных сетей —обеспечить совместный доступ пользователей к информации и/или программному обеспечению (базам данных, документам и т.д.) и ресурсам ЭВМ (или аппаратному обеспечению — жестким дискам, принтерам, накопителям CD-ROM, и т.д.).
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.
Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, промышленные роботы, станки с ЧПУ (станки с числовым программным управлением) и т.д. Любой абонент сети подключён к станции.
Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.
Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима физическая передающая среда.
Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.
Одной из основных характеристик линий или каналов связи является скорость передачи данных (пропускная способность).
Скорость передачи данных — количество бит информации, передаваемой за единицу времени.
Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах: килобитах (Кбит/с) и мегабитах (Мбит/с) в секунду.
Соотношения между единицами измерения:
- 1 Кбит/с =1024 бит/с;
- 1 Мбит/с =1024 Кбит/с;
- 1 Гбит/с =1024 Мбит/с.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть. Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. Виды сетей По типуиспользуемых ЭВМ выделяютоднородные (гомогенные)инеоднородные (гетерогенные)сети. В неоднородных сетях содержатся программно несовместимые компьютеры (чаще всего, так и бывает на практике). По территориальному признакусети делят налокальныеиглобальные. Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, обычно не более 2–2.5 км. Локальные компьютерные сети позволят организовать работу отдельных предприятий и учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим техническим и информационным ресурсам. Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) объединяют абонентов, расположенных друг от друга на значительных расстояниях: в разных районах города, в разных городах, странах, на разных континентах (например, сеть Интернет). Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радио-релейной связи, высокочастотных шифрованных каналов связи (ISDIN, 3G-сотовые сети) и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам. Локальная сеть. Глобальная сеть. Основные компоненты коммуникационной сети:
- передатчик;
- приёмник;
- сообщения (цифровые данные определённого формата);
- средства передачи (физическая передающая среда и специальная коммутационная аппаратура, обеспечивающая передачу информации).
1. Компьютерные сети
Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров, взаимосвязанных через каналы передачи данных, обеспечивающих пользователей средствами обмена информации и коллективного использования ресурсов сети.
Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:
- обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
- обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.
- Техническое обеспечение– это ЭВМ различных типов, средства связи, оборудование абонентских пунктов. Основные требования, которые предъявляются к техническому обеспечению сети, это универсальность, и модульность, обеспечивающая возможность наращивания и изменения конфигурации сети.
- Информационное обеспечение сетипредставляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи. В состав информационного обеспечения входят база знаний, банки данных и т.д.
- Программное обеспечение сетипредназначено для организации коллективного доступа к ее ресурсам, динамического распределения и перераспределения ресурсов сети с целью максимальной загрузки технических средств. Основным компонентом программного обеспечения сети являютсясетевые операционные системы, которые представляют собой комплекс управляющих и обслуживающих программ.
1.2 Основные характеристики компьютерных сетей
- Скорость передачиданных по каналу связи — измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени. Единица измерения скорости передачи данных —Мегабит в секунду (Мбит/с). Скорость передачи данных зависит от типа и качества канала связи, типа используемых модемов.
- Пропускная способностьканала связи— оценивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени. Теоретическая пропускная способность определяется скоростью передачи данных. Единица измерения пропускной способности канала связи –количествознаков в секунду.
- Достоверностьпередачиинформации— оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Единица измерения достоверности –количество ошибок на знак.
- Надежность коммуникационнойсети определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы. Единица измерения надежности —среднее время безотказнойработы в час.
- Время реакции сети– это время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряетсямиллисекундах.
1.3 Классификация компьютерных сетей
Современные сети можно классифицировать по различным признакам: По удаленности компьютеров:
- ЛокальныеLAN (LocalAreaNetwork) — сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации. Компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.
- РегиональныеMAN (Metropolitan Area Network)- объединяют пользователей области, города, небольших стран. В качестве каналов связи используются телефонные линии. Расстояние между узлами сети составляет от 10 до 1000 км.
- ГлобальныеWAN (Wide Area Network) — включают другие глобальные сети, локальные сети, а также отдельно подключаемые к ней компьютеры.
По назначениюи перечню предоставляемых услуг:
- Общееиспользованиефайлов и принтеров — с помощью специальной ЭВМ (файл-сервер, принтер-сервер) организуется доступ пользователей к файлам и принтерам.
- Общееиспользованиебаз данных — с помощью специальной ЭВМ (сервер баз данных) организуется доступ пользователей к базе данных.
- Применениетехнологий Интернет — электронная почта, Всемирная паутина, телеконференции, видеоконференции, передача файлов через Интернет.
По способу организации взаимодействия:
- Одноранговые сети — все компьютеры одноранговой сети равноправны, при этом любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.
- Сети свыделеннымсервером(иерархическиесети) — при установке сети заранее выделяются один или несколькосерверов— компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называютклиентомсетиилирабочейстанцией. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных. К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:
- Необходимость дополнительной ОС для сервера.
- Более высокая сложность установки и модернизации сети.
- Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера
Потехнологиииспользования сервера:
- Сети с архитектурой файл-сервер— используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.
- Сети с архитектурой клиент-сервер— между приложением-клиентом и приложением-сервером осуществляется обмен данными. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса.
Поскоростипередачи информациикомпьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные:
- Низкоскоростныесети — до 10 Мбит/с;
- Среднескоростныесети- до 100 Мбит/с;
- Высокоскоростныесети — свыше 100 Мбит/с.
По типу среды передачисети разделяются на
- Проводные(на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);
- Беспроводныес передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.
По топологии (как соединены компьютеры между собой):
- Общая шина
- Звезда
- Кольцо