Локальные и глобальные сети ЭВМ

Локальные и глобальные сети ЭВМ

Телекоммуникации становятся ведущим сектором современной индустрии, являются платформой для развития многих технологий и широкого спектра… У персонального компьютера, при всей его полезности и дружественности… Сеть способна превратить группу РС в скоординированную многопользовательскую компьютерную систему. Пользователь,…

Топология звезды.

Рис.1 Топология в виде звезды В топологии звезды каждый узел может быть соединен с центром - соединительным модулем (hub) или концентратором…

Кольцевая топология

   

Шинная топология

Рис.3 Шинная топология  

Древовидная структура ЛВС.

  Рис.4 Древовидная структура ЛВС

Кабели

В качестве линий связи ЛВС используют в основном кабельные соединения (телефонные, коаксиальные, оптоволоконные и др.) Данные по кабелю передаются в виде пакетов, пересылающихся с одного сетевого устройства на другое. Существует несколько типов кабелей, каждый из которых имеет свои преимущества. Выбор того или иного типа соединений определяет целый ряд важных сетевых характеристик:

· Скорость обмен информацией;

· Максимальное расстояние между узлами сети без дополнительного усилительного оборудования;

· Надежность;

· Помехозащищенность;

· Уровень защиты передаваемой информации;

· Стоимость т.д.

Наиболее дешевым и простым в подключении является телефонный (двужильный) кабель типа "витая пара" (TP, Twisted Pair). Кабель типа "витая пара" бывает двух видов: экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair) и неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair). Оба типа кабеля состоят из пары скрученных медных проводов. Кабель типа "неэкранированная витая пара" стал наиболее популярным благодаря своей низкой стоимости, гибкости и простоте инсталляции. Единственным недостатком такого кабеля является уязвимость к электрическим помехам и "шумам" в линии.

Популярным видом среды передачи данных на небольшие расстояния (до 300 м) становится неэкранированная витая пара, которая включена практически во все современные стандарты и технологии локальных сетей и обеспечивает пропускную способность до 150 Мб/с. Монтаж сети по” витой паре” ведется только по топологии “звезда”. Такая связь не защищена от несанкционированного доступа к передаваемой информации.

 

Рис.5. Кабельные линии связи

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран). Экран представляет собой оплетку из медного провода вокруг изолятора или обернутую вокруг изолятора фольгу. В высококачественных кабелях присутствуют и оплетка и фольга. Коаксиальный кабель обеспечивает более высокую помехоустойчивость по сравнению с витой парой, но он дороже. Существуют различные виды коаксиальных кабелей. При установке сети следует выбирать кабель в точном соответствии со спецификацией.

Используются коаксиальные кабели: “толстый" диаметром 12,5 мм и "тонкий" диаметром 6,25 мм. "Толстый" кабель имеет меньшее затухание, лучшую помехозащищенность, что обеспечивает возможность работы на больших расстояниях, но он плохо гнется, что затрудняет прокладку соединений в помещениях, и дороже "тонкого". Коаксиальный кабель имеет умеренную стоимость, экранирован и в настоящее время наиболее используем в качестве передающей среды ЛВС; он обеспечивает скорость передачи информации до 50 Мб/с и связь между узлами сети на достаточно больших расстояниях9до 2000 м). Коаксиальные кабели хорошо себя зарекомендовали в системах кабельного телевидения- кабели и сопутствующее им оборудование надежны и недороги. Используется несколько типов коаксиального кабеля (телевизионные, Ethernet, Cluster Bus, Cheaper net и др.), различающиеся технико-эксплуатационными характеристиками и стоимостью.

Наряду с коаксиальными используются биаксиальные и триаксиальные кабели, имеющие лучшие электрические характеристики, чем первые. Кабели указанных типов позволяют поддерживать ISDN-стандарт, обеспечивающий одновременную передачу по одной и той же линии связи данных, звуковой и видеоинформации. В ряде случаев могут использоваться силовые кабели, которыми достаточно плотно насыщены городские коммуникации; однако в случае их коммерческого использования возникает ряд непростых проблем.

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Они передают данные без повторителей на расстояние до 50 км со скоростью до 10 Гб/с. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают противоподспушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.

Протоколы.

Все локальные вычислительные сети работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей – в стандарте OSI – (International Standards Organization).Эта модель является международным стандартом для передачи данных. Модель содержит семь отдельных уровней:

Уровень 1: физический - битовые протоколы передачи информации;

Уровень 2: канальный - формирование кадров, управление доступом к среде;

Уровень 3: сетевой- маршрутизация, управление потоками данных;

Уровень 4: транспортный - обеспечение взаимодействия удаленных процессов;

Уровень 5: сеансовый- поддержка диалога между удаленными процессами;

Уровень 6: представлении данных - интерпретация передаваемых данных;

Уровень 7: прикладной - пользовательское управление данными.

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль, в том числе и в транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи данных расчленяется на отдельные легко обозримые задачи. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше- и нижерасположенными называют протоколом.

Язык общения компьютеров называется сетевым протоколом. В настоящее время широкое применение получили пакетные протоколы. При использовании протоколов этого типа данные, которыми обмениваются компьютеры, делятся на блоки. Каждый блок помещается в “конверт” (инкапсулируется), в результате чего получается пакет. Пакет содержит как сами данные, так и служебную информацию: от кого отправлен пакет, кому предназначен, какой пакет должен следовать за ним и т. д. Пакетный протокол обеспечивает циркуляцию пакета в сети, а также получение их адресатом и сборку. Каждая рабочая станция периодически подключается к сети (по прерываниям) и проверяет проходящие пакеты. Те, что адресованы ей, она забирает, а остальные пересылает дальше. ОС Windows поддерживают несколько различных сетевых протоколов. В зависимости от того, какое оборудование использовано при создании локальной сети, применяется тот или иной протокол. Протокол выбирают с помощью значка Сеть в окне Панель управления (Пуск ®Настройка®Панель управления®Сеть® Добавить).

Среди ЛВС на базе персональных компьютеров различают сети с выделенным сервером (централизованным управлением) и так называемые одноранговые сети.

В одноранговых сетях при совместном использовании информации каждая станция может выступать и клиент и как сервер. Таким образом, функции управления сетью передаются от одной станции к другой. В одноранговых сетях пользователям также предоставляется возможность совместного использования принтеров, накопителей, модемов и других ресурсов ЛВС.

В компьютерных сетях с централизованным управлением имеется выделенный автономный компьютер, который выполняет функции только файлового сервера[2]. Такие системы называются ЛВС с файловым сервером. Сервер выполняет роль управляющего центра и концентратора данных.

Оба типа сетей имеют свои достоинства и недостатки. Одноранговые ЛВС достаточно дешевы и просты в обслуживании, однако не могут обеспечить должной защиты информации при большом размере сети. ЛВС с выделенным сервером имеют хорошие возможности для расширения, но требуют постоянного квалифицированного обслуживания.

Глобальные сети

Локальные вычислительные сети можно объединять друг с другом, даже если между ними очень большие расстояния. Для этого используются различные средства связи: телефонные линии, радиосвязь, оптические - волоконные линии, спутниковую связь и т. д. Разница только в надежности, в скорости передачи данных и в стоимости использования линии. Как правило, чем лучше линия, тем дороже стоит ее аренда, но тем больше данных можно пропустить по ней в единицу времени.

При соединении двух и более сетей между собой возникает межсетевое объединение и образуется глобальная вычислительная сеть (ГВС). Для работы в ГВС пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение. Программное обеспечение делится на два класса:

· программы-серверы,

· программы-клиенты.

Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги. ГВС позволяют работать с распределенными базами данных, обмениваться письмами с помощью электронной почты, сообщениями с помощью телеконференций, беседовать в реальном масштабе времени, пересылать файлы и т. д. Для реализации каждой сетевой услуги требуются своя программа-сервер и своя программа-клиент.

Глобальная сеть может охватывать город, область, регион, страну, континент, весь земной шар. Сети могут быть национальными, коммерческими, образовательными и т. д. Эти сети могут охватывать всю страну, но нигде не пересекаться.

Если сети, работающие по разным протоколам, должны пересекаться, возникает необходимость в обеспечении перевода данных из формата, принятого в одной сети, в формат, принятый в другой сети. Компьютеры или программы пользователя;, выполняющие эту функцию, называют шлюзами. Если объединяются две сети, использующие одинаковые протоколы, то оборудование, стоящее между ними, называют мостами. Часто шлюзовый компьютер выполняет защитные функции, например, препятствует подключению посторонних пользователей к своей сети. Через него может проходить только та информация, которая разрешена администрацией, В этом случае компьютер называется брандмауэром.

Internet

Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 1 млрд. абонентов. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой. Глобальная сеть Internet представляет собой совокупность узлов (содержащих коммуникационное оборудование и серверы), объединенных между собой каналами связи. Каждый узел содержит один или несколько мощных компьютеров-серверов (хостов). Управляет узлом его собственник - организация, которая называется провайдером (от англ. Provide - обеспечивать) или поставщиком услуг Internet. К узлам подключаются пользователи – локальные сети или отдельные клиенты. Среди наиболее известных провайдеров России: GlasNet, Relcom, Demos, SovamTeleport, Sprint-Россия. В США крупнейшими провайдерами считаются CompuServe и AmericaOnLine(AOL).

Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм имеющих свои филиалы по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон.

В 1961 году Defence Advanced Research Agensy (DARPA) по заданию министерства обороны США приступило к проекту по созданию экспериментальной сети передачи пакетов. Эта сеть, названная ARPANET, предназначалась первоначально для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Многие методы передачи данных через модемы были разработаны в ARPANET. Тогда же были разработаны и протоколы передачи данных в сети - TCP/IP. TCP/IP - это множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой.

Эксперимент с ARPANET был настолько успешен, что многие организации захотели войти в нее, с целью использования для ежедневной передачи данных. И в 1975 году ARPANET превратилась из экспериментальной сети в рабочую сеть. Ответственность за администрирование сети взяло на себя Defence Communication Agency (DCA), в настоящее время называемое Defence Information Systems Agency (DISA). Но развитие ARPANET на этом не остановилось; Протоколы TCP/IP продолжали развиваться и совершенствоваться.

В 1983 году вышел первый стандарт для протоколов TCP/IP, вошедший в Military Standarts (MIL STD), т.е. в военные стандарты, и все, кто работал в сети, обязаны были перейти к этим новым протоколам. Для облегчения этого перехода DARPA обратилась с предложением к руководителям фирмы Berkley Software Design - внедрить протоколы TCP/IP в Berkeley(BSD) UNIX. С этого и начался союз UNIX и TCP/IP.

Проток0олы TCP/IP

Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи). Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet… Каждый входящий в Internet компьютер имеет уникальный адрес – двоичное число… TCP- протокол управления передачей сообщений. Он делит на фрагменты слишком большие сообщения. Каждому фрагменту…

Услуги Internet

Telnet – режим удаленного управления любым компьютером в сети. Telnet, как и большинство приложений Internet, состоит из двух частей – программы -… FTP (File Transfer Programme) – служит для пересылки файлов любого вида.… Самым популярным средством поиска по FTP- серверам является ftpSearch (http://ftpsearch.ntnu.no/ftpsearch) .Система…

ICQ (Ай Си Кью – название этой программы является омонимом и образовано из слов I seek you-ищу тебя). ICQ – специальная централизованная служба, которая отслеживает текущие номера и дает справки по запросу любого пользователя – подключен ли данный абонент вообще, если да, то каков его номер. Серверы ICQ фиксируют текущие IP – адреса пользователей и сообщают их другим пользователям системы. ICQ обладает удобной системой поиска партнеров для общения (с учетом возраста, интересов, профессии, языка, страны проживания и т. д.). Это – одна из самых популярных программ on line общения в мире. Сходными возможностями обладает пейджер Odigo.

Internet Phone (телефония) – быстро развивающийся вид услуг, использующий принцип голосовой связи. Речь преобразуется в цифровой файл и передается по сети в виде обычного набора электронных пакетов.

С помощью данной услуги возможна передача голоса, видеоизображения, обмен текстовыми сообщениями, совместное использование графического редактора, обмен файлами. Естественно, что компьютер должен иметь звуковую карту, микрофон, акустическую систему. Для передачи изображения понадобится видео – камера. Интернет – телефония позволяет создать голосовую почту, которая похожа на обычную электронную почту. Однако полученные сообщения можно прослушать. Служба SMS позволяет пересылать по сети на сотовые телефоны и пейджеры – радиоприемники короткие текстовые сообщения.

Интернет – радио – служба, позволяющая прослушивать сотни радиостанций, ведущих вещание в Интернете. Отличительной особенностью этой услуги является возможность выбора радиостанций, вещающих на определенном языке. Радиостанции можно отобрать с учетом тематики вещания( например, новости). Музыкальные радиостанции можно фильтровать по музыкальным стилям (рок, ретро, классическая музыка т. д.).

Интернет – телевидение – служба, позволяющая вести прием множества телевизионных каналов. Распространение этой услуги ограничивается малой пропускной способностью современных каналов связи.

Информационный поиск.

· поисковые системы; · каталоги; · страницы с поиском по нескольким системам;

Поисковые системы

Поисковая система Rambler(http://www.rambler.ru) является первой российской профессиональной поисковой системой. В настоящее время она охватывает… Поисковая система Апорт (http://www.aport.ru/win) наиболее эффективна при… Поисковая система Google (www.google.com) является лидером среди глобальных поисковых систем по всем значимым…

Каталоги

Каталог Russia on the Net(http://www.ru/index_r.htm) исторически является первым каталогом российских ресурсов в Internet. Осуществляет поиск как в… Каталог “Желтые страницы в Internet”(http://www.piter-press.ru/yp) является… Каталог “Созвездие Internet”(http://www.stars.ru/) –один из лучших каталогов. В нем представлены только самые…

Страницы с поиском по нескольким системам

All in One (http://www.tri.ac.ru/~mike/search/index.html), где расположены формы запросов практически ко всем известным российским поисковым… “Универсальная поисковая форма”…

World Wide Web

· единый формат документов(HTML); · программы для просмотра документов(browser); · гипертекст(hypertext);

Адреса URL

Например адрес Ярославского бюро прогнозов выглядит так: http://win.tomcat.olly.ru/weather/weather.yar.html или в общем виде:

Вопросы для самостоятельной подготовки

2. Каково назначение модема? 3. В чем различие коммутируемых и некоммутируемых каналов связи? 4. Дайте определение локальной вычислительной сети.

Список литературы

1. Симонович С.В. и др. Информатика для юристов и экономистов. – СПб.: Питер, 2001. – 668 с.: ил.

2. Информатика: Учебник. – 3-е пераб. Изд. Под ред. Проф. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2000. – 768 с.: ил.

3. Информатика: Практикум работы на компьютере. Под ред. Н.В. Макаровой. – 3-е изд., перепаб. – М.: Финансы и статистика.; 2000. – 256 с.: ил.

4. А.Н. Морозевич, Н.Н. Говядинова, Б.А.Железко, Е.Н.Зайцева, В.Г. Левашенко, Бартников О.С. Компьютер для руководителя. - М.: «Издательство ПРИОР», 1998.

5. Эд Кролл, Все об Internet, перевод с английского, Киев, Торгово-издательское бюро BHV, 1995

6. Практикум по экономической информатике: Учебное пособие: в 3-х ч. – ч. II. Под ред. В.П. Косарева, Г.А. Титоренко, Е.А. Мамонтовой. – М.: Финансы и статистика; Перспектива, 2002. – 304 с.

7. Журнал для пользователей персональных компьютеров Мир ПК, 2006.

8. Журнал Компьютер Пресс, 2006

 

[1] Бод(baud) - это единица измерения скорости передачи данных. 1 бод равен 1 бит/сек.

 

[2] Сервер- это комбинация аппаратных и программных средств, которая служит для управления сетевыми ресурсами общего доступа

[3] off-line-режим кратковременного соединения компьютера и сервера; on-line-режим , когда компьютер подключен к сервер у длительное время.

[4] Организация, предоставляющая своим клиентам доступ к Интернету на договорных условиях.

[5] форум-массовое собраниу, съезд