5. Концентратор.
Топология характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей, и других компонентов сети. Все сети строятся на основе трех базовых топологий:
1) Общая шина является очень распространенной топологией для локальных сетей. В этом случае компьютеры подключаются к общему кабелю. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки, обеспечивает возможность почти мгновенного широковещательного обращения ко всем станциям сети. Таким образом, основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой деффект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть.
2) Звезда. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к центральному устройству -концентратору, который находится в центре сети. Концентратор — устройство, которое имеет несколько портов, к которым подключаются компьютеры. Он повторяет сигналы, пришедшие на один из его портов, на других своих портах. Разница состоит в том, на каких именно портах повторяются входные сигналы. Концентраторы бывают активными и пассивными. Пассивные концентраторы просто повторяют сигналы, а активные — еще и усиливают их, поэтому активные концентраторы еще называют повторителями, репитерами. Главное преимущество этой топологии перед общей шины — существенно большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель подсоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора.
3) Кольцо — Здесь данные передаются по кольцу, от одного компьютера к другому, как правило в одном направлении. Если компьютер распознает данные как свои, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи: данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу источника.
В то время как небольшие сети, как правило, имеют топологии звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.
Программные средства сетей.
Небольшие компьютерные сети, работающие в пределах одного помещения, одного предприятия, называются локальными сетями. Обычно компьютеры одной локальной сети удалены друг от друга на расстоянии не более одного км. Во многих школах кабинеты информатики оснащены локальными сетями.
Выделяют два типа локальных сетей:
1) Одноранговые сети. Каждый компьютер в такой сети функционирует как сервер, так и клиент. Все компьютеры равноправны, нет выделенного сервера, нет единого администратора. Комбинация обоих режимов работы дает возможность пользователю, например, предоставлять другим свой локальный принтер и одновременно получать в свое распоряжение ресурсы их ПК. Одноранговые сети пригодны для фирм, где немного пользователей, или для
обслуживания одной рабочей группы. Однако рост числа пользователей и серверов приводит к значительным осложнениям процесса администрирования. Причины осложнений:
1).С увеличением числа серверов в сети, возрастает вероятность не получить доступ к определенным ресурсам. Каждый компьютер, в одноранговой сети, исполняет роль сервера, предоставляя пользователям какие-то ресурсы, если он будет отключен, то и доступ к его ресурсам будет закрыт. Поэтому необходимо внушить пользователям, что, выключив свои компьютеры (серверы), они тем самым лишат всю сеть закрепленных за ними ресурсов.
2).Чем больше запросов, тем ниже скорость обработки информации в сети, тем сильнее страдает производительность.
Типичные одноранговые сети, как правило, обслуживают от двух до десяти пользователей.
2) Клиент с выделенным сервером. Здесь наблюдается разделение труда в сети. В сети один или несколько мощных компьютеров исполняют роль серверов, а остальные подключаются к ним. Компьютеры-серверы имеют большую дисковую память. В ней в виде файлов хранится программное обеспечение и другая информация, к которой могут обращаться пользователи сети. На подключенных к серверу компьютерах дисковая память сравнительно небольшая.
Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали специализированными. Виды серверов:
1. Файловые серверы — предоставляют доступ к информации, хранимой в виде файлов.
2. Принт-серверы — предоставляют в общее пользование услуги печати.
3. Серверы баз данных — хранят в виде баз данных огромное количество информации.
4. Почтовые серверы — управляют передачей сообщений между пользователями сети.
5. Коммуникационные серверы — управляют потоком данных между этой сетью и другими сетями.
Наиболее типичны сети с 20 — 50 пользователями. Преимущества режима клиент с выделенным сервером заключаются в быстродействии, так как поиск ведется на соответствующем специализированном компьютере (сервере), а по сети передается лишь нужная запись. Таким образом, нагрузка на сеть уменьшается, и для других пользователей открывается больше возможностей по передаче данных.
Рассмотрим работу сети, которая состоит из сервера БД и нескольких компьютеров. На каждом компьютере, подключенном к серверу, установлено клиентское программное обеспечение, которое берет на себя процедуры ввода-вывода. На сервере же находится база данных и СУБД, которая выполняет задачи по обработке данных. Например, сервер БД хранит информацию о сотрудниках организации, их днях рождения и адресах. Допустим, вам необходимо узнать, кто родился в октябре. На своем компьютере, используя клиентское программное обеспечение, вы формируете запрос. Этот запрос отправляется по сети на сервер БД. СУБД, установленная на сервере, обрабатывает ваш запрос, и пересылает вам по сети ответ.
Таким образом, работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В процессе работы сети можно выделить следующие задачи:
2) Разбиение данных на управляемые блоки
3) Добавление информации к каждому блоку, указывающих местонахождение данных и получателя
4) Добавление информации для синхронизации и проверки ошибок
5) Помещение данных в сеть и отправление их по заданному адресу
За выполнением этих задач следит сетевая операционная система. При выполнении задач операционная система следует строгому набору процедур. Эти процедуры называются протоколами. Они определяют любую сетевую операцию.
В компьютерных сетях каждый абонент может использовать различные марки компьютеров, типы модемов, линии связи, коммуникационные программы. Чтобы все это оборудование работало согласованно, работа сетей подчиняется специальным техническим соглашениям, которые называются протоколами.
Протокол работы сети — это стандарт, определяющий формы представления и способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы различного оборудования.
Как устроена компьютерная сеть конспект 8 класс
Вы уже знаете, что при работе компьютера непрерывно происходит информационный обмен между составляющими его устройствами. Передача информации между пользователем и компьютером осуществляется через клавиатуру, дисплей, принтер и другие устройства ввода/вывода. А теперь вы узнаете, как компьютеры обмениваются информацией между собой.
Система компьютеров, связанных каналами передачи информации, называется компьютерной сетью.
Небольшие компьютерные сети, работающие в пределах одного помещения, одного предприятия, называются локальными сетями (ЛС). Обычно компьютеры одной локальной сети удалены друг от друга на расстояние не более одного километра.
Локальная сеть дает возможность пользователям не только быстрее обмениваться данными друг с другом, но и более эффективно использовать ресурсы объединенных в сеть компьютеров. Такими ресурсами могут быть дисковая память, устройство печати, сканер и другие технические средства, а также программное обеспечение и любая информация в файлах.
С точки зрения организации взаимодействия отдельных элементов ЛС выделяют два типа таких систем:
• одноранговую сеть; в ней все объединенные компьютеры равноправны;
• сеть с выделенным сервером.
Пользователю одноранговой сети могут быть доступны ресурсы всех подключенных к ней компьютеров (в том случае, если эти ресурсы не защищены от постороннего доступа).
В школьных компьютерных классах чаще всего используется ЛС с выделенным сервером, организованная по следующему принципу: имеется одна центральная машина, которая называется сервером, и множество подключенных к ней компьютеров — рабочих станций. Центральная машина обычно имеет большую дисковую память, к ней подключены устройства, которых нет на рабочих станциях: принтер, сканер, модем для выхода в глобальную сеть и пр. На сервере хранится программное обеспечение и другая информация, к которой могут обращаться пользователи сети. Название «сервер» происходит от английского «server» и переводится как «обслуживающее устройство».
На многих предприятиях на базе локальных сетей работают информационные системы. Например, в крупном торговом центре на сервере хранится база данных, содержащая сведения о товарах, имеющихся на складе. Рабочие станции установлены в торговых отделах. На них по запросам продавцов с сервера поступает информация о наличии нужного вида товара. С рабочей станции на сервер передаются сведения о проданном товаре. После этого сервер вносит соответствующие изменения в базу данных.
Основой программного обеспечения ЛС является сетевая операционная система. Важнейшая задача сетевой ОС — поддержка такого режима работы ЛС, чтобы работающие в ней пользователи могли использовать общие ресурсы сети и при этом не мешали бы друг другу.
Другой разновидностью компьютерных сетей являются глобальные сети. Дальше речь пойдет именно о них.
Глобальная сеть связывает между собой многие локальные сети, а также отдельные компьютеры, не входящие в локальные сети. Размеры глобальных сетей не ограничены: могут существовать сети от региональных до всемирных.
Глобальную компьютерную сеть называют телекоммуникационной сетью, а процесс обмена информацией по такой сети называют телекоммуникацией (от греч. «tеlе» — «вдаль», «далеко» и лат. «comunicato» — «связь»).
Организация связи в глобальных сетях похожа на организацию телефонной связи. Телефон каждого абонента подключен к определенному узлу-коммутатору. Связь между коммутаторами организована таким образом, чтобы любые два абонента, где бы они ни находились, могли бы поговорить друг с другом. И такая телефонная сеть «покрывает» весь мир. Аналогично работают компьютерные сети. Персональный компьютер пользователя сети (его также можно назвать абонентом) подключается к определенному узлу сети. Узлы связаны между собой, и эта связь действует постоянно. На рис. 1.1 узлы сети обозначены У1, У2 и т. д., а компьютеры абонентов — А11, А12 и т. д.