Компьютерные сети и устройства коммуникации

12. Компьютерные коммуникации

Развитие информационных технологий привело к тому, что организация производственной деятельности, при которой вся работа по обработке данных выполняется одним компьютером, стала малоэффективной. Потребность в быстром обмене большими объемами данных привела к идее объединения ресурсов нескольких компьютеров в одно целое. Объединение множества независимых компьютеров получило название компьютерной сети. Компьютерной сетью называют совокупность взаимосвязанных и распределенных по некоторой территории компьютеров и коммутационных устройств.

Основными функциями компьютерных сетей являются:

обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
экономия финансовых средств;
обеспечение надежного функционирования системы;
увеличение скорости распространения информации.

Локальная сеть (LAN – Local Area Network) состоит из нескольких компьютеров (рабочих станций), соединенных между собой и расположенных недалеко друг от друга, обычно в пределах одного помещения или здания. Локальная сеть, как правило, создается для совместного использования ресурсов компьютера или данных. Например, для коллективного использования периферийных устройств – лазерных принтеров и т.д., для коллективного пользования базой данных или архивов. Она может использоваться и для передачи текстовых сообщений.
Региональные сети объединяют компьютеры и локальные сети в пределах одного региона.
Корпоративные сети объединяют компьютеры, размещенные в разных странах и городах.
Глобальные сети (Wide Area Network) объединяют не только отдельные компьютеры, но и компьютерные сети, размещенные по всему миру. Глобальные сети строятся на основе мощных серверов (хост-компьютеры), обеспечивающих надежную передачу данных, их хранение и одновременную работу с данными многих пользователей. К серверам глобальной сети подключаются серверы и соответственно сети второго порядка (региональные), третьего порядка (отраслевые или корпоративные), четвертого порядка (локальные), а к ним – пользователи отдельных компьютеров – абоненты сети.

Широковещательные сети имеют один общий канал связи, который используется всеми подключенными компьютерами. Сообщения (пакеты), посылаемые одним компьютером, принимаются всеми остальными. В пакете указан адрес компьютера, для которого предназначено это сообщение. Получив очередной пакет, компьютер проверяет – совпадает ли адрес назначения с адресом этого компьютера. Если адреса совпадают, то пакет обрабатывается, в противном случае – игнорируется.
Сети с передачей от узла к узлу состоят из попарно связанных компьютеров. При доставке данных к месту назначения пакет проходит через ряд промежуточных компьютеров. Как правило, в сетях этого типа существует множество возможных маршрутов передачи пакета от передающего компьютера до получающего.

высокое быстродействие;
большой объем оперативной и дисковой памяти;
высокое качество и надежность;
высокая степень защиты файлов от несанкционированного доступа.

координацию работы всех звеньев и элементов сети;
оперативное распределение ресурсов по элементам сети;
распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети;
установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами;
контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации;
защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;
выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети.

Источник

22. Компьютерные коммуникации. Компьютерные сети. Назначение компьютерных сетей.

Компьютерная коммуникация — процесс взаимообмена информацией между субъектами с помощью вербальных и невербальных коммуникативных систем, опосредованный компьютерными средствами коммуникации.

Коммуникации бывают материальными и информационными.

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

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

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

Компьютерная сеть – система взаимосвязанных компьютеров и терминалов, предназначенных для передачи, хранения и обработки информации.

Объединив компьютеры в сеть, можно использовать совместно многие ресурсы компьютера: память, принтеры, диски и пр. В зависимости от того, являются ли все компьютеры сети равноправными или имеется выделенный центральный компьютер (сервер), сети подразделяют на одноранговые и сети с выделенным сервером.

Сервер – узел сети, который предоставляет свои ресурсы другим узлам (компьютерам и т.д.), но сам при этом не использует их ресурсы. Клиентом называется узел сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не предоставляет (часто его еще называют рабочей станцией).

Компьютерные сети бывают локальные, региональные и глобальные.

Очень важным является вопрос топологии локальной сети. Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.

Существует три основных топологии локальной сети.

Шина (bus). Все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам.
Кольцо (ring). Каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута.
Звезда (star). К одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи.

Региональная сеть – это сеть, соединяющая компьютеры и локальные сети для решения общей проблемы регионального масштаба.

Корпоративная сеть – это сеть, соединяющая локальные сети в пределах одной корпорации.

Глобальные сети (WAN – Wide Area Network) – это сети, соединяющие компьютеры, удаленные на большие расстояния, для общего использования мировых информационных ресурсов. Они охватывают всю страну, несколько стран и целые континенты.

В глобальных сетях нет какого-либо единого центра управления. Основу сети составляют десятки и сотни тысяч компьютеров, соединенных теми или иными каналами связи. Каждый компьютер имеет уникальный адрес, что позволяет «проложить к нему маршрут» для доставки информации.

Взаимодействие объектов сети осуществляется по каналам связи, для которых используют разные физические среды. Среда определяет средства соединения компьютеров (по телефонным проводам, по электрическим кабелям, с помощью радиоволн, по оптоволоконным кабелям и т.д.). Все это каналы связи. Их основные характеристики:

скорость передачи данных (пропускная способность), измеряется числом бит в секунду;
надежность (способность передавать информацию без искажений и потерь);
стоимость;
резервы развития.

Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовать компьютерные сигналы в сигналы физических сред. Для этого используются сетевые адаптеры. Сетевой адаптер (сетевая карта) – техническое устройство, выполняющее функцию сопряжения компьютеров с каналами связи.

Для связи компьютеров по телефонным линиям используется модем. Модем – устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые сигналы) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые). Модем используют вместо сетевых адаптеров в сетях, где каналами связи служат телефонные линии. Модемы бывают внешними и внутренними. Основная характеристика модема – скорость передачи данных (до 56000 бод).

Для того чтобы информацию, переданную одним компьютером, понял другой, необходимы единые правила передачи данных, называемые протоколами. Передача данных одним сплошным потоком может привести к их потере или искажению. Поэтому данные разделяются на блоки (пакеты) строго определенной длины, каждый такой пакет сопровождается служебным уведомлением (начало и конец пакета, номер).

Источник