Простейшая компьютерная сеть
Использование связи в современном мире благодаря новым технологиям становится все более и более эффективным. Особенно прогресс стал заметен в тот момент, когда пользователи получили возможность обмениваться информацией. Но передача информации только с помощью внешних носителей решает эту проблему лишь отчасти, но вот подлинным решением выступает объединение компьютеров в сеть.
Компьютерная сеть (Computer Network) – это объединение множества (двух и более) компьютеров, которые соединены между собой линиями связи, а работа их воспроизводится под управлением специального программного обеспечения.
Клиентами в распределенной вычислительной среде такой сети выступает прикладная программа, которая работает в интересах пользователя для того, чтобы предоставить услуги от сервера в пространство сети. Чтобы создать модель сети, входящие в нее компьютеры должны быть связаны каналами передачи информации — каналами связи, а на компьютерах следует установить специальное программное обеспечение, которое бы организовывало работу в сети – это программы управления сетью.
Аппаратные средства работы в сетях:
- прямые физические линии связи (кабели, радиосвязь, спутниковая связь);
- сетевые карты;
- серверы;
- модемы.
Отметим, что серверы — это компьютеры, работа которых направлена на управление имеющимися сетевыми ресурсами. Например, в компьютерной сети используются серверы печати для управления принтерами, коммуникационные серверы для обеспечения связи с модемами, файловые серверы, которые в КС выполняют центральную роль.
Программные средства работы в сетях:
- операционные системы, которые поддерживают режим работы в сети (наиболее используемые площадки — MS Windows NT, OS/2, Unix);
- браузеры – программы, которые обеспечивают взаимодействие с пользователем с помощью графического интерфейса, и транслируют его указания в команды.
В свою очередь эти команды распознает компьютер и сетевые протоколы.
Существует несколько типов компьютерных сетей, которые различают в зависимости от количества компьютеров, которые входят в сеть, и от разделяющего их расстояния.
Прямое компьютерное соединение образуется при соединении двух стоящих в пределах 10 – 20 м друг от друга компьютеров. Физическое соединение осуществляется с помощью специального кабеля (нуль-модем). Он подключается к последовательным или параллельным портам компьютеров. Прямое компьютерное соединение может быть установлено, а затем снято любым конечным пользователем. Сегодня все больше становятся популярными инфракрасные порты, которые позволяют организовать указанное выше соединение напрямую, без кабеля. Чаще всего ПКС используется для обмена информацией между портативным и стационарным персональным компьютером.
Назначение компьютерных сетей
Когда мы используем несколько компьютеров, часто может возникать вопрос: как осуществить передачу данных с одного компьютера на другой?
В первом варианте передать данные можно при помощи внешних носителей:
Но такой способ хорош только тогда, когда мы производим обмен данными между двумя расположенными рядом компьютерами. Но если ПК много и расположены они относительно далеко друг от друга (например, в одном здании, но на разных этажах), то в таком случае компьютеры можно соединить между собой кабелем. Если соединить два компьютера, то получится простейшая компьютерная сеть. И при наличии такой сети для передачи данных с одного компьютера на другой больше не потребуется внешних носителей. В простейшей КС данные передаются быстро, в любом объеме и в любое время.
Преимущества простейших компьютерных сетей
Чаще всего, особенно во многих организациях и фирмах, подразделения расположены на больших расстояниях. Для того чтобы оперативно и безопасно осуществлять управление и обмен информацией, у пользователей возникает необходимость объединить компьютеры в единую сеть. Здесь на помощь приходит простейшая компьютерная сеть.
Простейшая КС способствует организации общего доступа к определенному виду данных или оборудованию. Например, в какой-либо организации есть общая база данных — билетные кассы и т.п., коллективный доступ к дорогому лазерному принтеру. ПКС определяет бесперебойное подключение и постоянный доступ.
Использование сетей создает гибкую рабочую среду, дает возможность работать на домашнем компьютере, который подключен к сети учреждения.
Компьютерная сеть обеспечивает оперативное получение нужной информации из библиотек и банков.
Способы соединения компьютеров
К получившейся простейшей сети можно теперь добавить и другие компьютеры. Соединить их можно двумя способами:
Топология — конфигурация локальной сети.
Последовательное соединение компьютеров можно также разделить на три типа:
- чисто последовательное;
- последовательное кольцом;
- последовательное по общей шине.
При простом последовательном соединении информация передается с одного компьютера на другой и обратно. Коммуникация проходит быстро, но при разрыве одного из соединений или при неисправности одного компьютера выходит из строя и прекращает функционировать вся сеть. На практике такая схема почти не используется.
При последовательном кольцевом соединении данные также передаются последовательно от ПК к ПК, но таким образом данные могут передаваться в двух направлениях. Это повышает устойчивость к сбоям сети. В отличии от первого способа, один разрыв не приведет к сбою в сети, однако два разрыва сделают сеть нерабочей. В сегодняшнем мире технологий кольцевой тип соединения достаточно широко применяется, ведь такие сети — самые скоростные.
Последовательно тип соединения по общей шине может производиться между любыми компьютерами сети, вне зависимости от остальных. Если происходит повреждение одного ПК по сети, то именно этот компьютер отключается, а сеть продолжает работать. Хоть в этом смысле сеть достаточно устойчива, однако если шина получает повреждения, то вся сеть выйдет из строя.
И последний тип соединения — соединение звездой. При таком варианте вся сеть очень устойчива к повреждениям. Кроме того, такая схема соединения позволяет пользователям создавать сложные разветвления сети.
Локальные и глобальные сети эвм
1.Основные типы сетей их назначение и характеристики.
Существуют два основных типа сетей: локальная сеть (Local Area Network — LAN), в которой компьютеры расположены приблизительно в одном и том же месте, например, в одной организации или в одном здании, и глобальная сеть (Wide Area Network — WAN), в которой компьютеры удалены на значительные расстояния. Глобальные сети часто являются сетями сетей, объединяющими несколько локальных сетей в одну. Сейчас появилась еще одна разновидность сетей — так называемая городская сеть (Metropolitan Area Network — MAN), которая является своеобразным гибридом локальной и глобальной. В связи со все более и более увеличивающимися скоростями передачи данных эта сеть получает большое распространение.
Компьютерные сети развивались довольно бурно и быстро. В зависимости от типа сети компьютеры поначалу соединялись с помощью телефонного или коаксиального кабеля (аналогичным кабелем подключается телевизор к внешней антенне). Сейчас практически везде в локальных сетях используется медный кабель, который часто называют «витая пара», либо оптический кабель. Витая пара — это, попросту говоря, несколько пар скрученных проводов, помещенных в один общий кабель. Этот кабель обычно экранирован и изолирован от внешних воздействий: электромагнитных волн и т.п..
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.
По типу среды передачи сети разделяются на:
2.Способы соединения (подключения) компьютеров к сети.
—Телефонный провод; —Коаксиальный кабель(аналогичным кабелем подключается телевизор к внешней антенне) Изоляция Диэлектрик —витая пара-это, попросту говоря, несколько пар скрученных проводов, помещенных в один общий кабель. —оптическое волокно— это тонкий и гибкий кабель, по которому данные передаются с помощью световых волн. Такой тип кабеля позволяет передавать данные на расстояния, превышающие 1 километр, без потери качества передаваемого сигнала. По своему внешнему виду оптический кабель похож на коаксиальный. Он состоит из толстого стеклянного волокна, вокруг которого оплетена пластиковая изоляция, не позволяющая выйти лучу света за пределы центрального волокна, и, наконец, все это еще раз оплетено защитной пластиковой изоляцией. Если кабель состоит из нескольких оптических волокон, то они соединены в один пучок и оплетены дополнительной пластиковой изоляцией.
3.Топология компьютерных сетей
Сетевые топологии Топологии локальных сетей можно рассматривать либо с физической, либо с логической точки зрения. Физическая топология определяет геометрическое расположение элементов, из которых состоит сеть. Топология — это не просто карта сети, а теоретическое и в какой-то мере графическое описание формы и структуры локальной сети. Логическая топология определяет возможные связи между объектами сети, которые могут общаться друг с другом. Такой тип топологии удобно использовать, когда необходимо определить, какие пары объектов сети могут обмениваться информацией, и имеют ли эти пары физическое соединение друг с другом. Базовые топологии Существуют три базовые физические топологии: линейная, кольцеобразная и звездообразная. При линейной топологии все элементы сети подключены друг за другом при помощи одного кабеля. Концы такой сети должны быть затерминированы при помощи небольших заглушек, которые часто так и называют — терминаторы. Обычно при такой топологии используется один кабель, и в ней нет никакого дополнительного, активного сетевого оборудования, которое позволяет соединять компьютеры и другие объекты сети. Все подключенные к такой сети устройства «слушают» сеть и принимают только те проходящие пакеты, которые предназначены для них, остальные — игнорируют. Отсутствие дополнительного активного оборудования (например, повторителей) делает такие сети простыми и недорогими. Однако недостаток линейной топологии заключается в ограничениях по размеру сети, ее функциональности и расширяемости. Такие сети можно встретить в домах и небольших офисах. Линейная топология сети 
При кольцеобразной топологии каждая рабочая станция соединяется с двумя своими ближайшими соседями. Такая взаимосвязь образует локальную сеть в виде петли или кольца. Данные передаются по кругу в одном направлении, а каждая станция играет роль повторителя, который принимает и отвечает на пакеты, адресованные ему, и передает другие пакеты следующей рабочей станции «вниз». В оригинальной кольцеобразной сети все ее объекты подключались друг к другу, и такое подключение должно было быть замкнутым, т.е. образовывать кольцо. Преимуществом такой топологии было предсказуемое время реагирования сети. Чем больше устройств было в кольце, тем дольше сеть реагировала на запросы. Но самый большой ее недостаток заключался в том, что при выходе из строя хотя бы одного устройства переставала функционировать вся сеть. Однако такую топологию можно улучшить, подключив все сетевые устройства через концентратор. Визуально такое «подправленное» кольцо физически кольцом уже не является, но в подобной сети данные все равно передаются по кругу. Классическая кольцеобразная топология 
На рисунке ниже сплошными линиями обозначены физические соединения, а пунктирными — направление передачи данных. Таким образом, подобная сеть имеет логическую кольцевидную топологию, тогда как физически представляет собой звезду. В сетях со звездообразной топологией рабочие станции подключаются к центральным устройствам — концентраторам. В отличие от кольцеобразной топологии, физической или виртуальной, каждое устройство в звездообразной топологии получает доступ к сети независимо от других, и общая скорость работы сети ограничена только пропускной способностью концентратора. Логическая кольцевидная топология при физической звездообразной 
Классическая звездообразная топология Концентратор 
Звездообразная топология является доминирующей в современных локальных сетях. Такие сети довольно гибкие, легко расширяемые и относительно недорогие по сравнению с более сложными сетями, в которых строго фиксированы методы доступа устройств к сети. Таким образом, «звезды» вытеснили устаревшие и редко использующиеся линейные и кольцеобразные топологии. Более того, они стали переходным звеном к последнему виду топологии — коммутируемой звезде.