Конспект урока по информатике на тему «Локальные компьютерные сети»
план-конспект урока по информатике и икт (11 класс)
При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и т. д.), только копируя её на носители информации (флеш-память, CD- и DVD-диски и др.). Однако перемещение носителя информации между компьютерами не всегда возможно и может занимать достаточно продолжительное время.
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удалённых друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств, и даже одновременной работы с документами.
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).
Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и позволяет пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также подключённых к сети периферийных устройств (принтеров, дисков и др.).
Одноранговые локальные сети. Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Существуют различные топологии сети. В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, папки, файлы) сделать общедоступными в сети. Такие сети называются одноранговыми.
В домашних локальных сетях, включающих обычно не более 2-3 компьютеров, для соединения компьютеров используется топология линейная шина (рис. 3.1). В этом случае все компьютеры подсоединяются к одному кабелю, а принтер — к одному из компьютеров.
Если из одного центрального сетевого устройства к каждому компьютеру подходит отдельный кабель, то реализуется локальная сеть с топологией звезда. В одноранговых локальных сетях с топологией звезда все компьютеры и сетевой принтер соединяются с концентратором или коммутатором, который обеспечивает передачу данных между устройствами сети (рис. 3.2). По назначению концен тратор и коммутатор схожи, но концентратор — более простое и дешёвое устройство. Данные, которые поступают на один порт концентратора, рассылаются на все другие порты (на все компьютеры сети). Коммутатор же запоминает адреса компьютеров и передаёт данные строго по адресу.
Преимущество локальной сети типа звезда перед локальной сетью типа линейная шина состоит в том, что при выходе из строя сетевого кабеля у одного компьютера локальная сеть в целом продолжает нормально функционировать.
Сеть на основе сервера. Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надёжности хранения данных в сети выделяется мощный компьютер для хранения файлов и программных приложений. Такой компьютер называется сервером, а локальная сеть — сетью на основе сервера. Сеть на основе сервера имеет топологию звезда, т. е. сервер и все компьютеры сети подключаются к центральному концентратору или коммутатору (рис. 3.3).
Объединение сегментов сети в единую локальную сеть. Часто сегменты сети объединяются в единую локальную сеть. Компьютеры, подключённые к локальной сети, обмениваются данными в форме небольших по информационному объёму пакетов. Для повышения производительности и безопасности сети обеспечивается адресная передача пакетов, т. е. пакет передаётся не всем компьютерам сети, а только тому компьютеру, для которого он предназначен. Каждый пакет содержит адрес компьютера, которому он направлен. Коммутаторы обеспечивают адресную передачу пакетов в пределах одного сегмента локальной сети, а маршрутизаторы — в пределах всей локальной сети между её сегментами (рис. 3.4). Коммутатор хранит в памяти специальную таблицу, в которой указывается соответствие адресов компьютеров портам коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения, в котором поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. В течение определённого периода времени на основе анализа пакетов данных коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, в результате чего реализуется адресная передача пакетов данных.
Маршрутизатор для передачи пакетов данных в локальной сети, состоящей из нескольких сегментов, использует таблицу маршрутизации. Таблица маршрутизации состоит из
маршрутов, в каждом из которых содержится адрес сегмента локальной сети и адрес компьютера-получателя.
Аппаратное и программное обеспечение проводных и беспроводных сетей. Каждый компьютер или принтер, подключённый к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Основной функцией сетевого адаптера является передача и приём данных из сети.
В проводных локальных сетях соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабеля (обычно витой пары или оптоволоконного кабеля). Кабели подключаются к сетевым адаптерам типа Ethernet (рис. 3.5).
Для подключения к локальной сети портативных компьютеров (ноутбуков, планшетов и т. д.) часто используется беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн. В беспроводных локальных сетях в качестве центрального сетевого устройства используется точка доступа (рис. 3.6). Скорость передачи данных в беспроводных сетях типа Wi-Fi зависит от количества подключённых компьютеров и от расстояния до точки доступа.
Современные версии операционных систем Windows, Linux и macOS обладают встроенными сетевыми возможностями, которые делают подключение компьютера к локальной сети простым и быстрым. Для установки на сервер локальной сети существуют специальные серверные версии операционных систем, которые позволяют администратору сети настраивать параметры доступа каждого компьютера к сетевым ресурсам.
Каковы основные достоинства и недостатки локальных сетей:
одноранговых с топологией линейная шина;
одноранговых с топологией звезда;
Каковы основные различия между концентратором, коммутатором и маршрутизатором ?
В каких случаях целесообразно использование беспроводных сетей?