Введение
Лабораторные работы студентов является необходимым компонентом процесса обучения и может быть определены как практическая деятельность студентов, направленная на закрепление ими новых знаний и навыков и, в том числе, формирование новых компетенций .
Рассматривая тему «Локальные сети», можно отметить, что передача информации между компьютерами существует, наверное, с самого момента возникновения вычислительной техники. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, специализировать каждый из компьютеров на выполнении какой-то одной функции, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем.
Чаще всего термин «локальные сети» (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть под локальными понимаются такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не слишком точно. Например, некоторые локальные сети легко обеспечивает связь на расстоянии нескольких километров или даже десятков километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, целого города.
Наконец, сетью в истинном смысле этого слова можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять хотя бы до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты.
Таким образом, можно сформулировать следующие отличительные признаки локальной сети:
- высокая скорость передачи, большая пропускная способность;
- низкий уровень ошибок передачи
- эффективный, быстродействующий механизм управления обменом;
- ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети.
Лабораторная работа «Локальные сети»
практическая №1
2. Разработать блок-схему произвольной компьютерной сети, определить состав компонентов и их функциональное назначение.
3. Заполнить таблицу охарактеризовав основные сетевые устройства: сетевой адаптер, модем, маршрутизатор, коммутатор, повторитель, мост, шлюз, концентратор, репитер и др.
Название сетевого устройства
Составить блок-схему лекционного занятия
Основы построения компьютерных сетей
Сеть = узлы + соединяющие их линии связи
Заполнить таблицу охарактеризовав основные сетевые устройства: сетевой адаптер, модем, маршрутизатор, коммутатор, повторитель, мост, шлюз, концентратор, репитер и др.
Название сетевого устройства
Оформление передаваемой информации в виде кадра определенного формата; Получение доступа к среде передачи данных; Преобразование информации из параллельной формы в последовательную и обратно; Синхронизация битов, байтов и кадров; Гальваническая развязка с коаксиальным кабелем или витой парой
Для правильной работы платы её параметры должны быть установлены корректно. В их число входит: 1. Номер прерывания. (IRQ) 2. Базовый адрес порта ввода-вывода. (i/o port) 3. Базовый адрес памяти. Платы сетевого адаптера могут использовать прерывания IRQ 3, 5, 10, 11, но если есть возможность выбирать, то рекомендуется IRQ 10, так как это значение установлено по умолчанию во многих системах.
Существуют два вида сетевых карт, внутренние сетевые карты (встроенные, либо же вставляются в PCI разъем на материнской плате) и внешние сетевые карты (они соединяются с помощью системного блока через USB разъем).
Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. Модемы широко применяются для связи компьютеров через телефонную сеть (телефонный модем), кабельную сеть (кабельный модем), радиоволны (en:Packet_radio, радиорелейная связь). Ранее модемы применялись также в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных).
Обычный (аналоговый модем) Среди основных недостатков обычного (аналогового) модема – достаточно незначительная скорость передачи информации; Радиомодем состоит из радиопередатчика и радиоприемника, обеспечивает общение пользователя с сетью через радио-эфир;
Оптоволоконный модем подсоединяет компьютер к Интернету с помощью оптоволоконного кабеля;
Кабельный модем позволяет передавать данные через обычный телевизионный кабель, причем телевизионным сигналам путешествие в Интернете не мешает;
ISDN-модемы предназначены для работы в цифровых ISDN-сетях с интеграцией услуг – с их помощью можно одновременно передавать и голос, и текстовую информацию, и графику;
ADSL-модемы подключаются к обычной телефонной линии;
Обычные аналоговые модемы — только принимают и передают информацию;
Факс-модемы кроме передачи данных выполняют еще и функцию факса
Голосовые модемы (голосовые факс-модемы) умеют также принимать и записывать голосовые сообщения
Внутренний модем
Внешний модем
Основная задача маршрутизатора — выбор наилучшего маршрута в сети — часто является достаточно сложной с математической точки зрения.
Основные технические характеристики маршрутизатора связаны с тем, как он решает свою главную задачу — маршрутизацию пакетов в составной сети. Именно эти характеристики прежде всего определяют возможности и сферу применения того или иного маршрутизатора.
-Маршрутизаторы региональных отделений;
-Маршрутизаторы удаленных офисов.
Сравнительная характеристика основных топологий сети типа «клиент – сервер» в виде таблицы.
Таблица 2.1 — Сравнительная характеристика основных топологий сети.
2. Заполнить табл. 8.2 и 8.3.
| Характеристики | Цифровой стандарт GSM | Аналоговый стандарт NMT-450 |
| Диапазон частот, МГц | 890 — 915 МГц | 453-468 |
| Радиус ячейки, км | До 35 | До 100 |
| Ширина полосы частот канала, кГц | 200 | 25 |
| Разнос частот каналов, мГц | 45-95 | 180 |
| Аппарат | Преимущества | Недостатки |
| Термографический | Невысокая цена, хорошие характеристики | Применяется специальная бумага, которая со временем желтеет |
| Электрографический и струйный | Позволяют использовать обычную бумагу | Высокая стоимость |
| Лазерный | Разрешение до 16 точек на 1 мм. Оборудуются модемами со скоростью передачи информации до 14400 бит/с | Самые дорогостоящие |
| Фотографический | Лучше других передают полутона. Высокая разрешающая способность. | Использует дорогую фотографическую бумагу. |
| Электрохимический | Простота конструкции | Специальная бумага |
| Электромеханический | Обычная бумага. Простота конструкции | Не воспроизводят полутонов |
Зарисовать структурную схему модема.
Рисунок 3 – Структурная схема модема.
Заполнить таблицу 8.4.
Топология локальных компьютерных сетей
Предмет изучения: схемы организации локальной компьютерной сети.
Вид урока: комбинированный урок.
Методы, формы и приемы работы: словесный, наглядный, частично-поисковый, объяснительно-демонстративный. Индивидуальная и групповая форма познавательной деятельности студентов. Беседа, тестирование.
— познакомить с топологией локальных компьютерных сетей;
— сформировать представления об основных видах локальных сетей.
— развивать логическое мышление, внимательность;
— развивать навыки самостоятельной работы;
— развивать смысловое восприятие текста;
— повышать мотивацию изучения дисциплины, формировать познавательный интерес учащихся;
— воспитывать всесторонне развитую личность;
— воспитывать чувство ответственности за результат своего труда.
Раздаточный материал: карточки с заданиями, распечатанные экземпляры технологической карты урока (для каждого учащегося);
Технические средства: ПК, проектор.
Требования к результатам усвоения учебного материала
— о топологии локальных компьютерных сетей;
— определения следующих понятий: сеть, локальная сеть, топология;
— виды топологий сетей, их достоинства и недостатки;
— конструировать различные топологии сетей;
— составлять рекомендации по использованию топологии сетей.
Учитель: продумать оформление кабинета, учебно-методическое обеспечение.
Продолжительность занятия: 45 минут
Организационный момент. Вступление.
Изучение нового материала
Определение понятия «топологии».
Определение видов топологии компьютерной сети.
Закрепление изученного материала.
В качестве раздаточного материала каждый ученик получает экземпляр технологической карты урока, в которой указаны учебные элементы (УЭ) с целями, заданиями и рекомендациями по их выполнению.
Топология локальных компьютерных сетей
Основное содержание занятия.
Прочитайте слова, записанные на доске, и попробуйте определить, о чем идет речь.
(На доске написано: Торговая, рыболовная, любовная, паучья…)
Учащиеся высказывают свои предложения.
Правильно, речь идет о сети.
Учитель задает вопросы о локальной сети.
— Что такое компьютерная сеть? (группа соединенных компьютеров и других устройств)
— Назовите два типа компьютерных сетей. (одноранговые и на основе сервера).
— Назовите основные отличия локальной сети от других? (высокая скорость передачи, низкий уровень ошибок, четко ограниченное количество пользователей, эффективный обмен данными).
— Назовите некоторые недостатки сети. (материальные затраты на прокладку сети, требует приема специалиста (администратора) и др.).
Мы с Вами сегодня поговорим не просто о локальной сети, а том, как можно организовать локальную сеть. Запишите в тетрадях дату и тему урока.
Прежде чем мы перейдем к изучению новой темы, давайте посмотрим, с какими знаниями вы сегодня пришли на урок.
(Учащиеся выполняют тест и ответы проверяют по ключу).
4-5. Изучение нового материала
Какое слово из названия темы урока вам непонятно?(Топология).
Попробуем дать определение этому понятию.
После выполнения задания учащиеся читают получившиеся определение, выбирается правильное:
Топология – это усредненная геометрическая схема соединения узлов сети.
С понятием «топология» мы определились. Теперь давайте посмотрим, какие виды топологии бывают.
Топология сети позволяет сравнивать и классифицировать различные сети. Различают три основных вида топологии:
Шинная топология – одна из наиболее простых. При построении сети по шинной схеме каждый компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах которого устанавливаются терминаторы.
Сигнал проходит по сети через все компьютеры, отражаясь от конечных терминаторов, но сообщение принимает только тот узел, которому оно адресовано. Данная топология применима в компьютерных сетях, использующих коаксиальный кабель в качестве носителя и подключенных к этому кабелю рабочих станций. В этом случае шиной будет являться отрезок коаксиального кабеля, к которому подключены компьютеры.
Передаваемая информация может распространяться в обе стороны.
Дисциплина обслуживания параллельная, что обеспечивает высокое быстродействие сети. Сеть легко наращивать и конфигурировать , а также адаптировать к различным системам. Сеть шинной топологии устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов , но выход из строя шины нарушает работоспособность всей сети. Следует отметить, что сети шинной топологии имеют малую протяженность и не позволяют использовать различные типы кабеля в пределах одной сети. Это наиболее простая и дешевая схема подключения, но она же и менее надежная.
Эта топология представляет собой последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети.
Топология «Звезда» — схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором ( hub ).
Устанавливать сеть топологии «Звезда» легко и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора, однако имеются ограничения по числу узлов (максимум 1024). Рабочая группа, созданная по данной схеме может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.
КОМБИНИРОВАННЫЕ ТОПОЛОГИИ
1. «Звезда-Шина» — несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины.