Практическая работа по дисциплине «Информатика» на тему «Базовые сетевые топологии»
Цель: изучить понятия, связанные с программным и аппаратным обеспечением компьютерных сетей; выработать практические навыки обмена файлами между пользователями локальной компьютерной сети.
1. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Учебник 10 кл. – М., 2009.
2. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Учебник 11 кл. – М., 2009.
Задание 1. Максимальная скорость передачи данных в локальной сети 100 бит/с. Сколько страниц текста можно передать за 1 сек, если 1 страница текста содержит 50 строк и на каждой строке — 70 символов.
Задание 2. Длительность непрерывной передачи данных в сеть Интернет было 12 минут. Определите максимальный размер файла в мегабайтах, который может быть передан за это время, если скорость передачи информации в среднем была 128 бит/с.
Задание 3. Сколько времени потребуется сети, работающей со скоростью 56000 бит/с, для передачи 30 страниц текста по 50 строк в 70 символов каждая, при условии, что каждый символ кодируется одним байтом.
Задание 4. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 14400 бит/с, чтобы передать сообщение длиной 225 Кбайт.
1. Укажите основное назначение компьютерной сети.
2. Что понимается под топологией локальной сети?
3. Какие существуют виды топологии локальной сети?
4. Охарактеризуйте кратко топологию «шина», «звезда», «кольцо».
Лабораторная работа №2 Топология компьютерных сетей.
Цель работы:Изучить виды топологий компьютерных сетей.
Теоретические основы.
Под топологией(компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети один относительно одного и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, в первую очередь, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно спрятана от пользователей не слишком важная, потому что каждый сеанс связи может выполняться по своему собственному пути. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети.
Существует три основные топологии сети:
1. Топологиятипаши́на, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены всерабочие станции. На концах кабеля находятсятерминаторы, для предотвращения отражения сигнала. (рис. 1);
Рис. 1. Сетевая топология «шина»
Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютерысети. Каждая машина проверяет — кому адресовано сообщение и если ей, то обрабатывает его. Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных, применяется либо «несущий» сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» остальным станциям.
Шина самой своей структурой допускает идентичность сетевого оборудованиякомпьютеров, а также равноправие всех абонентов. При таком соединении компьютеры могут передавать только по очереди, потому что линия связи единственная. В противном случае переданная информация будет искажаться в результате наложения (конфликту, коллизии). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно).
В топологии «шина» отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, которая увеличивает ее надежность (ведь при отказе любого центра перестает функционировать вся управляемая этим центром система). Добавление новых абонентов в шину достаточно простое и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины нужно минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другой топологией. Правда, нужно учесть, что к каждому компьютеру (кроме двух крайних) подходит два кабеля, что не всегда удобно.
Шине не страшны отказы отдельных компьютеров, потому что все другие компьютеры сети могут нормально продолжать обмен. Может показаться, что шине не страшен и обрыв кабеля, поскольку в этом случае остаются две полностью работоспособных шины. Однако из-за особенности распространения электрических сигналов по длинным линиям связи необходимо предусматривать включение на концах шины специальных устройств – терминаторов.
Без включения терминаторов сигнал отражается от конца линии и искажается так, что связь по сети становится невозможной. Так что при разрыве или повреждении кабеля нарушается согласование линии связи, и прекращается обмен даже между теми компьютерами, которые остались соединенными между собой. Короткое замыкание в любой точке кабеля шины выводит из строя всю сеть. Любой отказ сетевого оборудования в шине очень трудно локализовать, потому что все адаптеры включены параллельно, и понять, который из них вышел из строя, не так-то просто.
2Практическое задание 2. 1. Изучите базовые топологии сетей (шина, звезда и кольцо). Составьте сводный отчёт
Единственный в мире Музей Смайликов
Самая яркая достопримечательность Крыма
Скачать 11.59 Kb.
1.Изучите базовые топологии сетей (шина, звезда и кольцо). Составьте сводный отчёт.
Существует три основных вида топологии сети: шина, звезда и кольцо.
1)Шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам. Согласно этой топологии создается одноранговая сеть. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная.
Достоинства:
— простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время работы сети);
— сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;
— недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии.
Недостатки:
— сложность сетевого оборудования;
— сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из-за того, что все адаптеры включены параллельно;
— обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;
— ограничение на максимальную длину линий связи из-за того, что сигналы при передаче ослабляются и никак не восстанавливаются.
2)Звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи. Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится очень большая нагрузка, поэтому он предназначен только для обслуживания сети.
Достоинства:
— выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании оставшейся части сети;
— простота используемого сетевого оборудования;
— все точки подключения собраны в одном месте, что позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети путем отключения от центра тех или иных периферийных устройств;
— не происходит затухания сигналов.
Недостатки:
— выход из строя центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной;
— жесткое ограничение количества периферийных компьютеров;
— значительный расход кабеля.
3)Кольцо (ring), при котором каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута. Особенностью кольца является то, что каждый компьютер восстанавливает приходящий к нему сигнал, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами.
Достоинства:
— легко подключить новые узлы, хотя для этого нужно приостановить работу сети;
— большое количество узлов, которое можно подключить к сети (более 1000);
— высокая устойчивость к перегрузкам.
Недостатки:
— выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу сети;
— обрыв кабеля хотя бы в одном месте нарушает работу сети.
В отдельных случаях при конструировании сети используют комбинированную топологию. Например, дерево (tree)– комбинация нескольких звезд.
Каждый компьютер, который функционирует в локальной сети, должен иметь сетевой адаптер (сетевую карту). Функцией сетевого адаптера является передача и прием сигналов, распространяемых по кабелям связи. Кроме того, компьютер должен быть оснащен сетевой операционной системой.
Задание 2. Изучите виды сетевых кабелей и их основные характеристики. Составьте сводный отчёт.
КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ.
Сетевой провод данного вида состоит из внутренней монолитной жилы, окружающего ее слоя полиэтиленового изолятора, покрытого плетеной сеткой многопроволочного медного экрана. Защищает экран от механических повреждений внешняя изоляция из стабилизированного устойчивого к разрушению под действием УФ-лучей поливинилхлорида.
Тонкий – толщина такого проводника не превышает 5 мм. Обладает относительно хорошей гибкостью и сравнительно небольшим весом. Используют его при монтаже сетей для подключения непосредственно к сетевым адаптерам рабочих станций (персональных компьютеров, серверов). Способен передавать данные без потери их качества на расстоянии не более 185 метров. Толстый – имеет диаметр 10 и более мм. Достаточно жесткий и тяжелый, он используется для монтажа линий, способных передавать сигналы без искажения на расстояние до 500 метров.
Толстый – имеет диаметр 10 и более мм. Достаточно жесткий и тяжелый, он используется для монтажа линий, способных передавать сигналы без искажения на расстояние до 500 метров.
К преимуществам такого провода относятся:
— Универсальность – благодаря широкой полосе пропускания, такой провод может использоваться для передачи голоса, различных по продолжительности видео.
— Устойчивость к внешним электромагнитным помехам – толстая изоляция и экран.
— Слабое затухание сигнала при небольшой длине – широкополосные разновидности коаксиальных кабелей обеспечивают устойчивую передачу данных в большом диапазоне частот со слабым затуханием сигнала по длине.
— Возможность передачи высокочастотного сигнала на расстояние до километра.
— Простота монтажа – установка коаксиала требует минимального набора инструментов и навыков.
— Небольшая стоимость установки – цена линий из коаксиального кабеля в 2-3 раза ниже, чем у аналогичных из витой пары.
— Невозможность скрытного подключения к линии – наличие плотных изоляционных оболочек делает несанкционированный доступ к информации, передаваемой по коаксиалу, практически невозможным.
Основными минусами данного вида сетевого кабеля являются:
— Низкая гибкость – наличие двух плотных изоляционных оболочек делает коаксиал достаточно жестким, из-за чего он плохо изгибается и при приложении слишком большого усилия может быть значительно повреждён.
— Значительный вес – из-за плотной изоляции, достаточно толстого центрального проводника и монолитного экрана такие кабели обладают, по сравнению с аналогами, значительно большим весом.
— Большая погонная емкость, значительно ухудшающая форму и качество сигнала на больших расстояниях.
ВИТАЯ ПАРА
Это наиболее распространённый на сегодняшний день вид сетевого кабеля, представляет собой состоящие из 2 или 4 пар сплетенные между собой медные или биметаллические проводники, каждый из которых покрыт изоляцией с цветной маркировкой. Для защиты от механических воздействий скрученные в пары проводники покрыты изоляцией из белого поливинилхлорида (для используемых внутри помещений линий) или черного полиэтилена (для наружного применения). Помимо проводников и внешней изоляции, витая пара может содержать расположенный между ними экранирующий слой из алюминиевой фольги.
По наличию данного дополнительного слоя витая пара может быть 3 разновидностей:
С экранированием каждой отдельной пары.
К основным плюсам подобного кабеля относятся его небольшая стоимость, сравнительно малый вес, высокая гибкость, возможность использования для присоединения к сети различного оборудования (с помощью витой пары можно подключить как простой компьютер, ноутбук, так и роутер, принтер, факс и т.д.).
Недостатками витой пары являются ее невысокая прочность, низкая устойчивость к помехам (в неэкранированных разновидностях), необходимость наличия специального инструмента (инвентаря), знаний и навыков для подключения специальных коннекторов и переходников.
Сегодня разработана технология, которая передаёт интернет-данные на большой скорости. Речь идет про оптоволокно. Многие задаются вопросом, что это означает. На самом деле через оптоволоконные провода, протянутые по дну океана, происходит передача высокоскоростного Интернета не только через города, но и материки.
Достоинства оптоволоконного кабеля: