Локальные компьютерные сети конспект по информатике

Конспект урока по информатике на тему «Локальные компьютерные сети»

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?

Источник

Урок 11. Компьютерные сети

Компьютерная сеть — это группа (два и более) компьютеров, соединенных каналами передачи данных.

Компьютерные сети обеспечивают:

— совместное использование ресурсов (сканеров, модемов, принтеров и т. д.);

— совместное использование программного обеспечения и баз данных;

— совместную работу пользователей над некоторым заданием и проектом;

— возможность удаленного управления компьютерами.

В зависимости от выполняемых в сети функций различают компьютеры-серверы и компьютеры-клиенты:

1. Сервер — это компьютер, предоставляющий доступ к собственным ресурсам или управляющий распределением ресурсов сети.
2. Клиент-компьютер, использующий ресурсы сервера.

По территориальному признаку сети разделяются на локальные и глобальные. Локальные сети — это сети, состоящие из близко расположенных компьютером (сеть здания, помещения и т. д.).

Глобальные сети — это сети, охватывающие большие территории и включающие большое число компьютеров.

По архитектуре различают: одноранговые сети и сети с выделенным сервером.

Одноранговые сети — это сети, в которых каждый может представлять свои ресурсы другим компьютерам сети и использовать другие.

Сети с выделенным сервером — это сети, в которых один или несколько компьютеров являются серверами, а все остальные — клиентами.

Компьютерные сети могут разделяться по скорости передачи данным. Пропускная способность сети — это максимальное количество бит, которые могут быть переданы за одну секунду.

Давайте рассмотрим локальные сети. Во многом большинство характеристик локальных сетей определяется конфигурацией или топологией сетей. Топология — это конфигурация сети, способ соединения ее элементов друг с другом.

Чаще всего используются следующие топологии сетей:

1. Шинная топология. Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю.
2. Кольцевая топология. Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому.
3. Радиальная топология. Каждый компьютер через специальные сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству.
4. Древовидная топология. Образуется соединением между собой несколькими звездообразных топологий.

Локальные сети ориентированы прежде всего на сравнительно небольшое количество компьютеров.

Что же касается глобальных сетей, то она ориентирована на обслуживание неограниченного круга пользователей. Самый впечатляющий пример глобальной сети — это ИНТЕРНЕТ.

Интернет — это глобальная сеть, в которой многочисленные научные, корпоративные, государственные и другие сети, а также персональные компьютеры отдельных пользователей соединены между собой каналам передачи данных.

Основной аппаратной структурой сети Интернет можно считать мощные компьютеры (узлы) и связывающие их высокоскоростные магистральные каналы передачи данных. Организации, имеющие в собственности и обслуживающие такое оборудование, называются провайдерами.

За каждым компьютерным узлом в Интернете закреплён постоянный адрес, называемый IP-адресом. Давайте рассмотрим технологию IP- адресации.

Такие адреса получают и пользователи сети Интернет, но в отличии от адресов узлов они действуют только во время подключения пользователя к сети и изменяются при каждом новом сеансе.

IP-адрес представляет собой 32-битный идентификатор, например:

Так как человеку сложно воспринимать такую длинную строку, ее делят на 4 равные части:

Чтобы пользователи было еще удобнее работать с IP-адресом каждую часть переводят в 10-ую систему счисления:

Таким образом число в IP-адресе не может превышать 255.

Мы говорили уже о том, что Интернет представляет собой сеть сетей, поэтому технология IP-адресов учитывает этот факт следующим образом:

Любой IP адрес состоит из двух частей: IP-адрес сети и IP-адрес узла этой сети. При этом деление адреса на части происходит с помощью маски — 32-битным числом, в двоичной записи которого сначала стоят единицы, потом — нули. Первая часть IP- адреса, соответствующая единичным битам маски, относится к адресу сети, а вторая, соответствующая нулям маски, — определяет числовой адрес узла сети. Адрес сети получается в результате поразрядной конъюнкции к IP адреса узла и маски.

Напомним, Конъю́нкция — логическая операция, по своему применению максимально приближённая к союзу «и». Пример:

Пусть дан IP-адрес узла 217.9.142.131 и с помощью маски 255.255.192.0 надо получить IP-адрес сети.

Сначала переведем IP-адрес узла и маски в двоичный вид и произведен поразрядную конъюнкцию:

При этом часть IP-адреса сети, соответствующая единицам в маске, указывает на IP-адрес сети, к которой привязана сеть, а часть, соответствующая нулям, отдается на нумерацию компьютеров пользователей этой сети.

Желтым цветом выделена часть IP-адреса сети, указывающей на узел, а зеленым — на нумерацию пользователей.

Таким образом на нумерацию пользователей такой IP-адрес сети выделяет 14 бит, при этом два адреса из них не используется (адрес сети и широковещательный) А значит она позволяет пользоваться одновременно 16382 компьютера.

Список обязательной и дополнительной литература для углубленного изучения темы

— Босова Л. Л., Босова А. Ю. Информатика. 11 класс. Базовый уровень. — М.: БИНОМ, 2016

— Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 7—9 классов/ М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005

— Семакин И. Г., Е. К. Хеннер. Информатика и ИКТ. 10—11 класс/ М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008

— К. Ю. Поляков, Е. А. Еремин. Информатика. 11 класс. Базовый и углубленный уровни: учебник в 2 ч. Ч. 1 / М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016

Источник