5219

Комп’ютерні мережі та способи їх організації

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Комп’ютерні мережі. Загальні відомості про комп’ютерні мережі В наш час велике значення має використання комп’ютерів для створення мереж, які формують єдиний інформаційний простір. Комп’ютерна мережа - сукупність взаємозв...

Украинкский

2012-12-16

33.82 KB

11 чел.


Комп’ютерні мережі

1. Загальні відомості про комп’ютерні мережі

В наш час велике значення має використання комп’ютерів для створення мереж, які формують єдиний інформаційний простір. Комп’ютерна мережа – сукупність взаємозв’язаних (через канали передавання даних) комп’ютерів, які забезпечують користувачів засобами обміну інформацією і надають можливості з колективного використання апаратних, програмних та інформаційних ресурсів мережі.

Мережі розрізняють залежно від площі охоплюваної території та характеру інформаційних задач, для вирішення яких вони призначені:

1). Локальна комп’ютерна мережа (ЛКМ). Перекриває невелику територію, наприклад, в межах навчального класу або установи. Якщо установа велика і має віддалені філії із своїми ЛКМ, то шляхом їх об’єднання може бути створена корпоративна комп’ютерна мережа (ККМ). Такі мережі призначені для внутрішнього обміну даними. Іншим різновидом ЛКМ є новий тип мереж – міські комп’ютерні мережі (МКМ), які призначені для високоякісного інформаційного обслуговування клієнтів в межах міста.

2). Регіональна комп’ютерна мережа (РКМ). Перекриває територію в межах певного регіону (область, країна). Такі РКМ призначення для інформаційного забезпечення вирішення регіональних задач (транспорт, енергетика, банківські розрахунки тощо).

3). Глобальна комп’ютерна мережа (ГКМ). Перекриває великі регіони та країни. Глобальні мережі утворюють шляхом об’єднання локальних та регіональних комп’ютерних мереж .

Спосіб електричного з’єднання комп’ютерів у мережу називається топологією мережі. Основні різновиди топології мереж наступні:

1). Шина. Всі комп’ютери підключаються до одного спільного кабеля, в якому дані можуть передаватись в обидві сторони.

2). Зірка. Кожний комп’ютер з’єднується окремим кабелем з деяким спільним пристроєм у центрі мережі, який називається концентратором. Концентратор здатний передавати дані від одного комп’ютера мережі до усіх інших.   

3). “Дерево”. Таку топологію отримують, якщо з’єднати між собою концентратори декількох “зірок”.

4). “Кільце. Кожний комп’ютер з’єднаний кабелем з попереднім та наступним і може обмінюватись даними лише з ними.

З кожним різновидом топології комп’ютерної мережі пов’язане використання певної мережної технології. Мережною технологією називається сукупність апаратних і програмних засобів, а також методів обміну даними, на базі яких створюється певна комп’ютерна мережа. Наприклад, для обслуговування топології Дерево найбільш популярною є мережна технологія Ethernet. Для топології Кільце застосовують мережну технологію TokenRing.

В залежності від функцій, виконуваних комп’ютерами у складі мережі, локальні комп’ютерні мережі розподіляють на однорангові та типу клієнт-сервер.

В однорангових комп’ютерних мережах всі комп’ютери рівноправні і мають однакові функції при обміні даними. Такі мережі зазвичай створюють з метою спільного використання деяких технічних засобів (дисків зовнішньої пам’яті, принтерів тощо). Кількість комп’ютерів в одноранговій комп’ютерній мережі невелика.

В локальних мережах з великою кількістю комп’ютерів виділяють один чи кілька потужних комп’ютерів, призначених виключно для обслуговування мережі. Такі комп’ютери називають серверами. Вони мають вищу швидкодію та значно більші обсяги внутрішньої та зовнішньої пам’яті. Клавіатура та дисплей для них не обов’язкові. Основне їх завдання – зберігання спільно використовуваних даних. Інші комп’ютери (крім серверів) називають робочими станціями. В окремих випадках, завдяки серверу, робочі станції можуть обходитись без власної зовнішньої пам’яті. Але найчастіше робочими станціями є звичайні комп’ютери, які можуть працювати як у мережі, так і в автономному режимі. Робочі станції виступають як клієнти мережі, тому такі мережі вважають мережами типу клієнт-сервер.      

2. Апаратні засоби комп’ютерних мереж

Будь-яка комп’ютерна мережа, крім комп’ютерів, включає також і іншу апаратуру, яка називається комунікаційним обладнанням. Основні різновиди комунікаційного обладнання наступні:

  1.  лінії зв’язку;
  2.  мережні адаптери та модеми;
  3.  концентратори, комутатори та маршрутизатори.

Лінії зв’язку. Розподіляються на провідні та безпровідні.

До провідних ліній зв’язку належать:

1). Повітряні лінії та інші види телефонних ліній. Мають низькі швидкісні дані та погану захищеність від завад.

2). Кабель кручена пара”. Зменшено вплив завад. Застосовується для побудови невеликих ЛКМ.

3). Коаксіальний кабель. Дуже добре захищений від завад. Застосовується в ЛКМ та на окремих ділянках РКМ і ГКМ.

4). Волоконно-оптичний кабель. Забезпечує найвищу якість зв’язку. Являє собою жмут світловодів, завтовшки 50 мікрон кожний. Застосовується у МКМ.

Безпровідний зв’язок здійснюється радіохвилями різної частоти. Діапазони довгих, середніх та коротких хвиль (ДХ, СХ, КХ) використовують амплітудну модуляцію. Діапазон ультракоротких хвиль (УКХ) використовує частотну модуляцію (FM-хвилі). Діапазон надвисоких частот НВЧ (вище 4 ГГц) використовується лише в межах прямої видимісті, тобто для супутникового та радіорелейного зв’язку. Радіозв’язок для побудови комп’ютерних мереж застосовують при неможливості прокласти кабель, а саме: в ГКМ, при роботі з окремими віддаленими абонентами (експедиції, водний та повітряний транспорт), а також у великих приміщеннях.

Мережні адаптери та модеми. Комп’ютер підключають до короткої лінії зв’язку через мережний адаптер (мережна карта).

Тип мережного адаптера вибирають в залежності від прийнятої мережної технології. Найпоширенішими є адаптери для стандарту Ethernet. Основні особливості роботи за цим стандартом наступні: спочатку комп’ютер перевіряє, чи вільна мережа; якщо це так, то комп’ютер починає передачу, захоплюючи мережу; передача триває до вичерпання одного пакету – стандартної порції обміну даними в мережі (близько 1500 байт); коли пакет знаходиться в мережі, то всі адаптери приймають його і перевіряють адресу призначення пакету; якщо ця адреса співпадає з його власною, то спочатку пакет розміщується у пам’яті мережного адаптера, а далі потрапляє в пам’ять комп’ютера.

У разі віддаленого підключення персонального комп’ютера до мережі (через телефонну лінію, кабельне телебачення тощо) застосовують модеми (модулятор – демодулятор). Основне призначення модема  – перетворення цифрового сигналу комп’ютера у модульований аналоговий сигнал лінії зв’язку (і навпаки). Найчастіше за допомогою модемів підключаються до РКМ та ГКМ індивідуальні користувачі.

Концентратори, комутатори та маршрутизатори.

Концентратор (повторювач) – пристрій, за допомогою якого здійснюється фізичне з’єднання різних відрізків кабеля в єдину мережу. В англомовній літературі для концентратора прийнято найменування хаб. Концентратор має декілька портів для під’єднання кабелів ліній зв’зку. При цьому, якщо сигнал прийшов з лінії на один з портів, то він повторюється на всіх портах інших ліній. В мережній технології Ethernet за допомогою концентраторів можлива побудова мереж з топологією зірката дерево”.

Оскільки концентратор повторює отримані сигнали на всіх своїх портах, то це може перевантажувати мережу при великій кількості підключених комп’ютерів (кожний комп’ютер повинен аналізувати всі пакети мережі). Запобігти перевантаженню можна шляхом поділу мережі на окремі сегменти, що з’єднують між собою за допомогою пристроїв, які називаються комутаторами (свичами – Swich). Роль комутатора полягає в тому, що він, на відміну від звичайного концентратора, повторює отриманий сигнал тільки на тому порті, який відповідає адресі пакету. Для цього він містить таблицю відповідності адрес пакетів та своїх портів. І тільки тоді, коли адреса комутатору невідома, то пакет повторюється на всіх портах.

Пристрої, які називаються маршрутизаторами, як і концентратори, також можуть скорочувати обсяг обміну пакетами. Крім того, вони можуть об’єднувати в спільну мережу ті окремі мережі, які працюють за різними мережними технологіями, а також обирати найкоротший маршрут даних.

На кожному комп’ютері, підключеному до мережі, має бути встановлена операційна система, яка здатна підтримувати роботу апаратних засобів у складі локальної комп’ютерної мережі. Фактично всі сучасні операційні системи (зокрема Windows) здатні забезпечити таку роботу. Крім того, при роботі в мережі типу клієнт-сервер потрібні спеціальні програмні модулі, а саме: для серверів – модулі, які обслуговують доступ клієнтів до своїх ресурсів, для клієнтів – модулі, які формують запити на доступ до ресурсів серверів.     

Для того, щоб забезпечити обмін даними, робота мережних програмних модулів має здійснюватись у відповідності з певним протоколом. Тут протоколом називається сукупність стандартів, які визначають схеми передачі даних та порядок взаємодії комп’ютерів.  

3. Мережне програмне забезпечення

Функціональні можливості мережі визначаються послугами, які вона надає користувачеві. Для реалізації кожної з них та доступу користувача до цих послуг розробляється програмне забезпечення. Воно призначене для роботи в мережі, а тому має бути орієнтованим на одночасне використання багатьма користувачами. Найпоширенішими є дві основні концепції побудови такого програмного забезпечення.

У першій концепції мережне програмне забезпечення орієнтовано на надання багатьом користувачам ресурсів загальнодоступного головного комп'ютера мережі — файлового сервера, або файл-сервера. Цю назву він дістав тому, що основним ресурсом головного комп'ютера є файли, що містять програмні модулі або дані. Він є найзагальнішим типом сервера. Ємність його дисків та ОЗП, швидкодія процесора мають бути більшими, ніж на звичайному комп'ютері, оскільки він використовується багатьма комп'ютерами. Мережа може мати кілька файлових серверів. Серед інших ресурсів файлового сервера, що надаються в спільне використання користувачам мережі, — принтер, модем, пристрій для факсимільного зв'язку.

Мережна ОС — мережне програмне забезпечення, що керує ресурсами файлового сервера і надає до них доступ багатьом користувачам мережі.

ЇЇ основна частина розміщується на файловому сервері; на робочих станціях установлюють тільки невелику оболонку, яка відіграє роль інтерфейсу між програмами, що звертаються за ресурсом, і файловим сервером.

Програмні системи, орієнтовані на роботу в рамках цієї концепції, дають змогу використовувати ресурси файлового сервера. Ці програмні системи також можуть зберігатися на файловому сервері й використовуватися всіма користувачами одночасно. Модулі цих програм при потребі переносять на комп'ютер користувача — робочу станцію, де вони виконують необхідну роботу. При цьому оброблення даних, навіть якщо вони є спільним ресурсом і зберігаються на файловому сервері, здійснюється на комп'ютері користувача. Для цього файли, в яких дані зберігаються, можна перемістити на комп'ютер користувача.

У другій концепції, яка називається архітектурою «клієнт—сервер», програмне забезпечення орієнтовано не тільки на колективне використання ресурсів, а й на їх оброблення в місці розміщення ресурсу за запитами користувачів. Програмні системи архітектури «клієнт—сервер» складаються з програмного забезпечення сервера і програмного забезпечення користувача — клієнта. Працюють ці системи так: програми-клієнти виконуються на комп'ютері користувача і посилають запити до програми-сервера, яка працює на комп'ютері спільного доступу. Основне оброблення даних здійснюється потужним сервером, а на комп'ютер користувача посилаються тільки результати виконання запиту. Так, сервер баз даних використовується в потужних СУБД, таких, як Microsoft SQL Server, Oracle та інших, що працюють з розподіленими базами даних.

Сервери баз даних, розраховані на роботу з великими обсягами даних (десятки гігабайтів і більше) та велику кількість користувачів, забезпечують високу продуктивність, надійність і захищеність. У глобальних комп'ютерних мережах архітектура «клієнт—сервер» (у певному розумінні) є основною. Широко відомими є Web-сервери, що дають змогу зберігати та обробляти гіпертекстові сторінки; FTP-сервери; сервери електронної пошти і безліч інших. Клієнтські програми названих служб надають можливість сформулювати запит на одержання послуги з боку цих серверів і прийняти від них відповідь.

Будь-який комп'ютер мережі, який має ресурс, що розділяється, може бути названий сервером. Так, комп'ютер із модемом, який розділяється і до якого мають доступ користувачі інших комп'ютерів, — це модемний, або комунікаційний сервер.

У мережах з централізованим управлінням (виділеним сервером) мережна ОС є головною (або єдиною) системою, що управляє ресурсами сервера. Такі системи зазвичай мають високу продуктивність та функціональні можливості, використовують власні дискові та файлові системи, що оптимізовані для роботи в мережі (Novell NetWare, Windows NT Server).

Однорангові мережі дають змогу кожному вузлу мережі одночасно виступати в ролі сервера та клієнта (Personal NetWare, Windows 98'ХР). Клієнтська частина реалізується у вигляді оболонки, що обслуговує мережні запити та працює під управлінням вихідної ОС вузла (DOS, Unix, OS/2), або є органічною частиною ОС (Windows). Звичайно, клієнт може мати одночасний доступ до ресурсів різних мереж, що використовують спільне середовище передавання.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73891. Вектори електричного поля, індукції та поляризованості 93.5 KB
  Однорідний протяжний пружний стрижень одновимірний кристал на який діє механічне напруження показано на рис. Механічне напруження не вектор і тому позначається парою стрілок однакових за величиною і протилежних за напрямом...
73894. Ионная упругая поляризация 34.66 KB
  Но во внешнем электрическом поле катионы т анионы смещаются под действием кулоновских сил создавая полярную решетку с элементарными электрическими моментами. Если приложить электрическое поле то к упругой энергии заряженных частиц добавляется энергия накопленная ими в поле...
73895. Электронная тепловая поляризация 123.69 KB
  Тензоры упругости и податливости Приложенные извне механические напряжения Х упруго и обратимо изменяют форму кристалла – происходит его деформация х. Поскольку xmn и Xmn – тензоры второго ранга в анизотропных кристаллах или текстурах можно ожидать что каждая из девяти компонентов деформаций xkp индуктирована девятью компонентами тензора напряжения...
73896. Виникнення класичної буржуазної політичної економії в Англії. 32.5 KB
  Петті Уільям Петті 1623 1687 основоположник класичної політичної економії в Англії. Петті є неоднозначною. У своїх працях особливо ранніх Петті віддає данину меркантилізму. Отже на відміну від меркантилістів які використовували емпіричний описовий метод Петті заклав основи абстрактного методу в політичній економії.
73897. Зародження і проблеми суперечливого розвитку класичної буржуазії політекономії у Франції. 29.5 KB
  Буагільбер У XVII ст. П’єр де Буагільбер 1646 1714 засновник класичної політичної економії у Франції народився в Руані в дворянській сім'ї здобув гарну освіту займався певний час літературною діяльністю потім юриспруденцією. Особливості економічного розвитку Франції позначилися на формуванні економічних поглядів Буагільбера. 1696 Роздрібна торгівля Франції 1699 Міркування про природу багатства грошей і податків 1707 та інших Буагільбер виступає з гострою критикою меркантилізму.
73898. Виникнення політичної економії в Німеччині. Ф. Ліст, “Стара і нова” історичні школи В. Рошер, К. Кніс, Б. Гільдебранд, Г. Шмолер, В. Зомбард, Брентано 50.5 KB
  Німеччина XIX ст. — це країна, що складалася з політично й економічно відособлених держав, обєднаних у конфедерацію за національною ознакою. їхня економічна відособленість базувалась на феодальних відносинах
73899. Економічна думка Давньої Греції. 34.5 KB
  Проте Ксенофонт як захисник натурального господарства все ж помітив зрослий поділ праці в суспільстві хоча й заперечував об'єктивний недолік який випливав звідси потребу розгортання товарногрошових відносин. Зрівняльний розподіл у філософів та воїнів поєднувався з широким розподілом праці між всіма громадянами. Численні його праці охоплюють найрізноманітніші галузі знання: логіку психологію риторику етику поетику економіку фізику зоологію. Серед визначних його відкриттів у галузі економіки аналіз розвитку форм вартості в...