Реферат: Локальные сети

Реферат

на тему «Локальные сети»

выполнил:

ученик гимназии №7

11 класса «А»

Коган Виталик

Мурманск
2007

ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ МЕЖДУКОМПЬЮТЕРАМИ

 Современный прогрессчеловечества связан в первую очередь с глобальной информатизацией всегомирового сообщества. За период 1970—2002 гг. построены сотни национальных имеждународных компьютерных сетей. Благодаря этому в большинстве странобеспечивается повсеместное внедрение информационных технологий и доступ кИнтернету.

 Переход кмежкомпьютерному взаимодействию (компьютерным сетям) характеризует качественныйскачок в передаче информации, обеспечивающий удалённое взаимодействиекомпьютеров и совместное использование ресурсов компьютера всеми пользователямисети.

 Для передачи данныхкомпьютеры применяют самые разнообразные физические каналы. Это и традиционныйэлектрический кабель (несколько металлических проводников, иногдаэкранированных); и радиосвязь, через ретрансляторы, спутники связи; иинфракрасные лучи (как в телевизионных пультах дистанционного управления); исовременный оптоволоконный кабель, по которому передаются световые сигналы,генерируемые микролазером; и обычная телефонная сеть. По этим каналампересылают целые пакеты информации.

 Независимо от того, каксоединены между собой компьютеры — с помощью проводов, радиоканала,оптоволоконного кабеля, передача информации на большие расстоянияосуществляется не напрямую, а через группы компьютеров или другихвспомогательных устройств.

 В технологии передачиданных используют два принципиально разных метода — коммутации каналов икоммутации пакетов.

 При первом методесначала устанавливается весь путь соединения — от отправителя до получателя.После этого возвращённый пакет извещает: можно начать передачу данных, всеканалы пути готовы. По завершении передачи указанный путь может быть разорван.

Достоинство методасостоит в простоте алгоритма и возможности обмениваться как данными, так иречью в цифровом виде.

 При втором методесообщение первоначально делится на меньшие пакеты, которые нумеруют, снабжаютадресами (от кого и кому), и они сами прокладывают себе путь по сетинезависимыми маршрутами. Сеть при этом также испытывает более равномернуюнагрузку. Данный метод обеспечивает большую надёжность доставки информации (приразрыве сети в пути потеряются не все пакеты). Однако реализация методакоммутации пакетов связана со значительными затратами, особенно в узлахкоммутации (в них пакет может изменить маршрут, выбрав новый), на обработку ихранение каждого пакета информации. Правда, это компенсируется удобствомпередачи информации между компьютерами, подключенными к разным по скоростиканалам.

ПРОТОКОЛПЕРЕДAЧИ

 Широкое распространениеразличных моделей компьютеров в 70-х гг. ХХ в. породило не только проблемусовместимости компьютеров по программному обеспечению, но и проблему ихвзаимодействия (передачи информации).

 Решение нашлось — всередине 70-х IT. была создана Эталонная модель взаимодействия открытых систем»(OSI). Свойство открытости обеспечивает взаимодействие разнотипных компьютеровмежду собой при точном выполнении в программном обеспечении компьютерауниверсальных соглашений, правил, называемых протоколами.

Модель OSI разработанаМеждународной организацией по стандартам (International StandardizationOrganization — ISO), регламентирующей компьютерное оборудование и передачуинформации по сети. OSI представляет собой семиуровневую сетевую модельпрограммного и аппаратного обеспечения.

Уровень 1 — физическийописывает, как получаются пакеты данных от высшего, канального, уровня, как ихпреобразуют в оптические или электрические сигналы, в поток нулей и единиц.Здесь же находятся сведения о физической среде: типах кабелей и разъёмах,разводке контактов в разъёмах, схеме кодирования сигналов и об известномстандарте IEEE 8023 — Ethernet.

Уровень 2 — канальныйобеспечивает создание, передачу и приём групп данных при прямом соединении поканалу связи. Он обрабатывает запросы следующего, сетевого, уровня, используясервис физического уровня для приёма и передачи пакетов.

Уровень 3 — сетевойобеспечивает выбор маршрута перемещения пакетов через сеть.

Уровень 4 — транспортныйреализует процедуры установления соединения, поддержания и разрыва (завершения)соединения.

Уровень 5 — сеансовыйотвечает за проведение сеансов обмена данными между машинами, в том числе запродолжение обмена после длительного сбоя связи.

Уровень 6 — уровеньпредставления обеспечивает преобразование данных: кодирование, компрессию и т.п.

Уровень 7 — прикладнойпредоставляет доступ программных приложений в сеть: перенос файлов (FTP —протокол переноса файлов), обмен почтовыми сообщениями (Х.400 — электроннаяпочта, SMTP-простой протокол почтового обмена), пользовательский доступ кудаленному компьютеру (Telnet — протокол обмена с терминалом) и пр.

 Уровни протоколовнадстроены один над другим. Более высокий уровень использует функции болеенизкого и предоставляет свои возможности следующему уровню в схеме. Поэтомуиногда уровни протоколов передачи данных называют стеком протоколов.

ВИДЫ СЕТЕЙ

 Сети можно разделить наклассы в соответствии с величиной. Небольшие

сети, в пределах одногоздания, объединяющие от 2 до 300 компьютеров, которые принадлежат обычно однойорганизации (или одной семье), называются локальными вычислительными сетями.Сети между учреждениями в пределах города, связывающие много локальныхвычислительных сетей, называются городскими — MAN (Metropolitan Area Network). Глобальные сети — WAN (WorldwideArea Network) объединяют сотни, тысячи узлов во многих странах мира.

НАЗНАЧЕНИЕЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

 Назначение всехкомпьютерных сетей можно выразить двумя словами: совместный доступ (илисовместное использование). Прежде всего имеется в виду совместный доступ кданным. Людям, работающим над одним проектом, приходится постоянно использоватьданные, создаваемые коллегами. Благодаря локальной сети разные люди могутработать над одним проектом не по очереди, а одновременно.

 Локальная сетьпредоставляет возможность совместного использования оборудования. Часто дешевлесоздать локальную сеть и установить один принтер на все подразделение, чемприобретать по принтеру для каждого рабочего места. Файловый сервер сетипозволяет обеспечить и совместный доступ к программам.

 Оборудование, программыи данные объединяют одним термином: ресурсы. Можно считать, что основноеназначение локальной сети — совместный доступ к ресурсам.

 У локальной сети естьтакже и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сетипроще, чем иметь дело с множеством автономных компьютеров. Если в учебномклассе есть локальная сеть, то она тоже выполняет административную функцию,позволяя контролировать ход занятий учащихся.

ПРЯМОЕСОЕДИНЕНИЕ

 Два компьютера,работающие в операционной системе Windows 95 или Windows98, можно соединить отрезком кабеля, подключенного к их параллельным портам. Вэтом случае никакого дополнительного аппаратного и программного обеспечениятакой «сети» не требуется. Роль аппаратного соединения выполняет стандартныйпараллельный порт, а все программное обеспечение, необходимое для управлениясоединением, уже есть в операционной системе.

 При прямом соединенииодин из компьютеров назначается ведущим, а другой — ведомым. С ведущегокомпьютера можно получить доступ ко всем дискам и папкам ведомого компьютера,для которых разрешен совместный доступ. Оператор ведущего компьютера можетуправлять передачей данных с одного компьютера на другой.

 Достоинством прямогосоединения является его простота (не нужно никакого дополнительного аппаратногои программного обеспечения). Недостатком является сравнительно низкая скоростьпередачи данных. Поэтому прямое соединение редко применяют в организациях иучреждениях, но широко используют в быту. Практически все компьютерные игры,рассчитанные на несколько участников, могут работать в режиме прямогосоединения.

ТОПОЛОГИЯЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

Конфигурация локальнойсети называется топологией.

1. Наиболее простой видтопологии — шина. В такой сети все компьютеры подключены к одному кабелю.

2. На шину похожа иструктура, которую называют кольцо.

3. Для локальных сетей,основанных на файловом сервере, может применяться схема звезда.

4. От схемы зависитсостав оборудования и программного обеспечения. Топологию выбирают, исходя изпотребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то внем может быть применена схема снежинка, в которой имеются файловые серверы дляразных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

/>/> 

/>                                                                        

/>

ЛОКАЛЬНЫЕСЕТИ В ОРГАНИЗАЦИЯХ

 Локальная сеть создаётсядля рационального использования компьютерного оборудования и эффективной работысотрудников. В настоящее время трудно представить себе фирму или даже квартиру,где при наличии хотя бы двух компьютеров они не были бы соединены в сеть. Сетьпозволяет пересылать файл с одной машины на другую, хранить совместный архив(как правило, компьютеры неравноценны, и у какого-то из них дисковоепространство больше) и делать распечатки.

 В офисе обычноустанавливаются один сервер (для печати и хранения данных) и рабочие станциидля сотрудников, один-два модема для выхода в Интернет (или прямое кабельноесоединение), для получения и отправки электронной почты, факсов и электронныхплатежей, несколько сетевых принтеров, внутренняя АТС на десятки телефонныхномеров. Организовывать переписку сотрудников внутри локальной сети вполнеразумно — это, по крайней мере, упрощает документооборот. В домахограничиваются настольным сервером с большими дисками, с принтером и сканером иодной-двумя машинами «послабее» (возможно даже, это ноутбуки, с которымихозяева ходят на работу и частенько приносят работу на дом). Наличие пишущих СD ROMов при передаче достаточно большого объёма информацииявляется малым подспорьем, так как современные ноутбуки «облегчаются» за счётотсутствия всякой периферии, а гнездо для подключения витой пары естьпрактически везде. (В качестве среды передачи в локальных сетях преимущественноупотребляется неэкранированная витая пара — похожая на обычные провода, свитыепарами.)

 Применение наиболеепопулярного однотипного оборудования с однотипными протоколами для связываниякомпьютеров на основе технологии Ethernet упрощает интеграцию в сеть новых машин. Хотя Ethernet появилась в начале 80-х гг. XXстолетия, однако широко применять данную технологию стали только в конце 80-хгг., когда Комитет IEEE 802.3(Международная организация по стандартизации) разработал стандарт 10BaseT. Данный стандарт изменил самуприроду локальных сетей: стала использоваться неэкранированная витая пара.

 Раньше между всемимашинами, связанными в локальную сеть, прокладывался единый коаксиальный провод(очень похожий на антенный телевизионный). Если он обрывался, то из строявыходила вся сеть. А когда в результате аварии на провод попадало высокоенапряжение (хотя бы 220 В), испорченными оказывались все компьютеры,находящиеся в сети. Такой провод называли тонкий Ethernet, в отличие от толстого Ethernet, который может использоваться длявыхода в городскую информационную сеть.

 MAN и WAN —территориально распределённые сети, в них удалённые точки (локальные сети)объединяются с помощью скоростных оптоволоконных каналов связи. Волоконно-оптическиекабели сегодня внедряются повсюду, уверенно вытесняя своих медныхпредшественников.

 Стандарт 10BaseT определил использование технологии«звезда», когда любой компьютер подключался к прибору, называемому Hub, который позволял присоединить 8, 16или 32 компьютера одновременно. Получалось, что Hub — центр звезды, а компьютеры — её лучи. Действия Hub напоминали работу телефонистки, оносуществлял коммутацию машин для передачи пакетов между ними. Более сложные Hub могли одновременно осуществлять передачусразу между несколькими парами машин.

 Если машинырассредоточены по зданию, то нерационально использовать один Hub (даже если машин в сети мало), таккак прокладка проводов иногда весьма трудоёмка. Проблему легко решить,разместив по Hub в каждой комнате и связав стоящие вней машины, а все Hub объединитьзатем с главным центральным Hub.Для дома, когда надо связать всего две машины, Hub не нужен, достаточно специального провода.

 Компьютерные сетиразличаются по типу: одноранговые и типа «клиент—сервер». Одноранговая сетьпостроена на равноправных компьютерах, каждый из них может использовать ресурсыдругого. В сетях с большим количеством пользователей нежелательно, чтобы всепользователи получали доступ ко всем компьютерам сети. Именно поэтому одноранговыесети больше подходят для небольших групп, работающих над одним проектом.

 Более популярны сетитипа «клиент — сервер». При разделении программ на клиентскую и серверную частиудаётся лучше использовать производительность настольных компьютеров, которыенерационально применять в качестве простого терминала. Такой подход даётвозможность перевести приложения с главных компьютеров — мэйнфреймов (англ, main-frame) в системы, основанные на локальных сетях. Программа,используемая на машине пользователя, меньше нагружает сеть передачей данных.Так, программы-навигаторы Интернета, например Internet Ехр1огег, не беспокоят сеть, покачеловек разглядывает страницы, загруженные из сети.

 Современные локальныесети могут быть построены без использования проводов. Это стало возможнымблагодаря использованию технологии беспроводной передачи данных Bluetooth. Устройства, использующие стандарт Bluetooth, работают в диапазоне частот от 2,4до 2,4835 ГГц, этот диапазон называется ISM (Industrial Scientific Medical), то есть промышленный, научный имедицинский и является нелицензируемым, может свободно использоваться всемижелающими. Технология использует FHSS — скачкообразную перестройку частоты (1600 скачков/с) с расширением спектра. Приработе передатчик переходит с одной рабочей частоты на другую попсевдослучайному алгоритму. Устройства стандарта Bluetooth, способны соединяться друг с другом,формируя маленькие локальные сети, в каждую из которых может входить до 256устройств. При этом одно из устройств является ведущим (Master), еще семь – ведомыми(slave), а остальные находятся в дежурномрежиме. Радиус действия составляет до 100 м.

СЕТЕВАЯ ОС

 Когда стоимостьвинчестеров была велика и устанавливать их на каждый компьютер былонерентабельно, использовались сетевые операционные системы. Подобные системыумели соединить несколько персональных компьютеров, обеспечив совместноеиспользование небольшого количества данных и основных приложений. Загрузкаоперационной системы осуществлялась с центральной машины. Сетевые ОС напоминалицентры коллективного пользования, когда терминалы подключены к одной машине. Вкачестве терминалов выступали персональные компьютеры, да и «интеллект»терминалов был существенно выше, потому что программы выполнялись не нацентральной машине, а на компьютере пользователя. Наиболее успешно сетевые ОСприменялись при обучении в университетах, так как, с одной стороны, студенту нетребуется особенно больших компьютерных ресурсов, с другой — сетевой ОС удобноуправлять. Сегодня сетевые операционные системы должны делать всё: работать состарыми файловыми системами и одновременно обрабатывать приложения «клиент —сервер». Самой распространённой сетевой ОС является Novell Netware.

Список использованной литературы:

1.        Е. Хлебалина.Информатика: энциклопедия. Москва: 2003. 488– 460с.

2.        Симонович С.В.,Евсеев Г.А. Практическая информатика: Учебное пособие для средней школы.Универсальный курс. — М.: АСТ-ПРЕСС, 2002.

3.        Маслова М. В.Компьютерные сети. Мурманск: 2004. 12с.