Тема: «Компьютерные сети. Локальные и глобальные сети. Сетевые технологии.
Цель: ознакомить с понятием компьютерной сети, основными компонентами сети.
Компьютерной сетью называется совокупность соединенных через каналы связи компьютеров и периферийных устройств, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети. Ресурсы бывают трех типов: аппаратные, программные и информационные.
Основная задача компьютерной сети — обеспечение простого, удобного и надежного доступа к распределенным общесетевым ресурсам и организация их совместного использования при защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение удобных и надежных средств передачи данных между пользователями.
Основные компоненты сети:
Серверы — компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети.
Локальные компьютеры пользователей (рабочие станции) — компьютеры, подключенные к сети, через которые пользователи получают доступ к ее ресурсам.
• Каналы связи — линии, соединяющие компьютеры между собой.
Компьютерные сети принято классифицировать по степени территориальной распределенности. При этом различают:
региональные (или городские) сети (MAN — Metropolitan Area Network);
Локальные сети связывают компьютеры, размещенные на небольшом расстоянии друг от друга. Как правило, они объединяют компьютеры одного или нескольких близлежащих зданий предприятия, учреждения, офиса. Главная отличительная особенность локальных сетей — единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных. Протяженность локальной сети не более 10 км (обычно она не превышает нескольких сотен метров).
Региональные сети объединяют пользователей города, области или небольшой страны. В качестве каналов связи используются обычные телефонные линии, ISDN и др. Расстояние между узлами может измеряться сотнями и даже тысячами километров.
Глобальные сети соединяют компьютеры, расположенные на любом расстоянии друг от друга (в разных странах, на разных континентах). Инфраструктура связи в них может быть очень сложной, включая радиосвязь и спутниковые каналы. Наиболее мощная из глобальных сетей — Интернет.
Основная задача, возникающая при создании компьютерных сетей — обеспечение совместимости аппаратного и информационного обеспечения (это касается как программ, так и данных). Для ее решения была разработана так называемая модель OSI (Open Systems Interconnection — модель взаимодействия открытых систем). Она является международным стандартом передачи данных через компьютерную сеть.
Согласно модели OSI, архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях, начиная с самого нижнего — физического и до самого верхнего — прикладного. Обмен данными в сетях происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний на компьютере отправителя, затем транспортировки по каналу связи и, наконец, путем обратного воспроизведения на компьютере получателя.
Для обеспечения необходимой совместимости на каждом уровне архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Протокол представляет собой совокупность правил (соглашений), в соответствии с которыми происходит передача информации через компьютерную сеть.
Имеются протоколы как аппаратного взаимодействия компонентов сети, так и взаимодействия программных средств различного уровня (программные протоколы).
Функциональные возможности компьютерных сетей определятся теми услугами, которые они предоставляют пользователю. Для реализации каждой из них необходимо соответствующее программное обеспечение. В настоящее время имеются две основные концепции построения такого ПО.
Согласно концепции файлового сервера, сетевое программное обеспечение должно быть ориентировано на предоставление всем пользователям ресурсов общедоступного центрального компьютера сети — файлового сервера (File Server). Такое программное обеспечение называется сетевой операционной системой. Ее основная часть (ядро) размещается на сервере, а на рабочих станциях устанавливается лишь небольшая оболочка, выполняющая роль интерфейса между программами на ПК пользователей и файловым сервером.
Вторая концепция базируется на так называемой архитектуре клиент — сервер. В этом случае сетевое ПО предполагает не только совместное использование ресурсов сети, но и обработку на сервере по запросам пользователей. Программное обеспечение в данном случае состоит из двух частей: сервера и клиента. Программа-клиент выполняется на локальном компьютере пользователя, она посылает запросы программе-серверу и принимает от нее требуемую информацию. Программа-сервер работает на компьютере общего доступа, производит обработку поступающих к ней запросов (возможно, сотен или тысяч одновременно) и возвращает клиенту требуемые результаты. В глобальных сетях архитектура клиент — сервер является основной.
Топология сети
Топология сети представляет собой логическую схему (конфигурацию) соединений компьютеров (узлов) сети посредством каналов связи. В локальных сетях, как правило, используется одна из следующих топологий: шинная, кольцевая или звездообразная. Другие топологии являются производными от перечисленных.
 |
Сеть шинной топологии использует один канал связи (шину), объединяющий все компьютеры сети. Данные, переданные одним узлом сети, поступают во все узлы, но только один из них, для которого предназначены эти данные, распознает и принимает их.
Характерным примером использования шинной топологии является сеть Ethernet. Шинная топология обеспечивает эффективное использование пропускной способности канала связи, устойчива к неисправностям отдельных узлов, допускает быстрое подключение новых узлов.
Сеть кольцевой топологии имеет в качестве канала связи замкнутое кольцо. Такую топологию используют, в частности, сети Token Ring.
Сообщение последовательно передается по кольцу от узла к узлу в одном направлении. Необходимость ретрансляции данных приводит к снижению надежности, так как неисправность в любом из узлов сети делает ее неработоспособной.
Сеть звездообразной топологии имеет центральный узел (ЦУ) — файловый сервер, объединяющий все компьютеры.
Работоспособность сети полностью зависит от его надежности. Все данные, циркулирующие между компьютерами, проходят через ЦУ по отдельным каналам связи. Характерный пример данной топологии — Arcnet.
Глобальные компьютерные сети
Глобальная компьютерная сеть — это система, обеспечивающая обмен информацией между компьютерами, серверами и маршрутизаторами, охватывающая большие территории в разных странах, городах.
Сегодня существуют две глобальные системы:
- Интернет — всемирная система, объединяющая компьютерные сети для передачи и хранения данных.
- Фидонет — международная любительская некоммерческая система, основанная на принципе соединения двух компьютеров друг с другом напрямую.
Особенностью Фидонета, также известного под названием «Фидо», является бесплатность подключения и пользования — участники платят лишь за пользование выделенной телефонной линией. Проблема системы — низкая скорость передачи данных, отсутствие мультимедиа.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Популярность Фидонета в наши дни стремительно снижается. На начало 1997 года понятие об этой системе имели все владельцы персональных компьютеров. В тот период она насчитывала 40 тысяч узлов. Сегодня это количество сократилось почти в 10 раз, а вместе с ним упала и узнаваемость.
Что под этим понимается, характерные признаки
Характерным признаком глобальной системы является охват ею большого числа узлов на обширной географической территории. Этим она отличается от локальных сетей, для которых выход в глобальную систему и возможность связи с отдаленными абонентами — всего лишь одна из опций.
Глобальная система объединяет разные сети:
Это способствует налаживанию взаимодействия участников вне зависимости от их расположения.
Свои основные признаки глобальная компьютерная сеть унаследовала от телефонных систем. Но есть и отличие: в ней не используется принцип коммутации каналов, являвшийся основой функционирования телефонной связи на протяжении нескольких десятилетий.
Из чего состоит всемирная глобальная сеть
Глобальная сеть — это совокупность 3 компонентов:
Аппаратный компонент
Состав аппаратного компонента представлен:
- компьютерами, рабочими станциями, серверами;
- коммутационным оборудованием, модемами;
- шлюзами, сетевыми адаптерами, брандмауэрами, маршрутизаторами;
- источниками бесперебойного питания;
- кабельными системами передачи.
Все эти элементы могут действовать постоянно или временно. Поломка какого-то одного из них не влияет на функционирование всей сети или других, не связанных с ним на данный момент узлов.
Шлюз — это устройство, позволяющее связываться системам с различными протоколами при помощи специального программного обеспечения.
Маршрутизатор – это устройство, обеспечивающее коммуникацию сетей со схожими протоколами, но различными видами сетевого оборудования. В некоторых источниках обозначается термином «роутер».
Обмен данными между устройствами в Сети происходит при помощи протокола TCP/IP, где TCP — это протокол управления обмена информацией, IP — протокол определения маршрута ее передачи.
Программный компонент
Главной функцией программного компонента выступает достижение слаженного совместного функционирования различного оборудования. Кроме того, использованные для распространения Сети программы позволяют:
- преобразовывать данные, находить варианты для передачи их по разным каналам;
- реализовывать свойственные информатике вычислительные функции;
- воспроизводить и обеспечивать единство информации;
- отслеживать соблюдение единых протоколов;
- перенаправлять информационные потоки при обнаружении перегруженных каналов, участков.
Программный компонент необходим для поиска, хранения и сбора данных, а также для обеспечения информационной безопасности в мировой Сети.
Информационный компонент
Эта составляющая представлена документами различного рода:
Все они хранятся на компьютерах, подключенных к Сети.
Особенностью компонента является способность распределения. К примеру, когда при просмотре книги графика поступает из одного источника, текст, музыка и озвучка — из других. Между собой эти источники связаны целой системой ссылок, формирующей единое информационное пространство из множества документов.
Насколько полезной была для вас статья?