77925

Особенности локальных, глобальных и городских сетей

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Компьютерные сети создаются для того, чтобы дать возможность территориально разобщенным пользователям обмениваться информацией между собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы.

Русский

2015-02-05

85.5 KB

2 чел.

Модуль 4.

ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ ИПРОДУКТЫ

Лекция 8_1. Особенности локальных, глобальных и городских сетей

Содержание лекции

[1] Лекция 8_1. Особенности локальных, глобальных и городских сетей

[2] Содержание лекции

[2.1] Основные понятия

[2.2] Тенденции сближения сетей разных типов

[2.3] Архитектура локальной сети

[2.3.1] Сети с топологией «шина»

[2.3.2] Сети с топологией «кольцо»

[2.3.3] Сети с топологией «звезда»

[2.4] Разновидности локальных сетей

Основные понятия 

Компьютерные сети создаются для того, чтобы дать возможность территориально разобщенным пользователям обмениваться информацией между собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы.

Необходимость внедрения электронной почты, стремление коллективного использования разнообразных баз данных и аппаратных средств, потребность в проведении дискуссий и оперативных совещаний без отрыва от рабочих мест, стремление повысить оперативность получения «свежей» информации подталкивают пользователей к подключению своих ЭВМ к сетям.

Сети появились в результате творческого сотрудничества специалистов вычислительной техники и техники связи.

Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информации и коллективного использования ресурсов сети: аппаратных, программных и информационных.

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку, т. е. по величине территории, которую покрывает сеть. По территориальному признаку сети делятся на:

  •  глобальные;
  •  региональные (городские);
  •  локальные.

Локальная сеть имеет небольшую протяженность (до 10 км). Глобальная сеть может охватывать значительные расстояния — десятки тысяч километров. Региональную сеть выделяют, если необходимо организационно и аппаратно объединить большое количество пользователей, что достигается путём слияния множества локальных сетей.

Различия технологий локальных и глобальных сетей значительны, несмотря на их постоянное сближение.

При классификации сетей можно считать, что если организация (или предприятие) является собственником линии связи и при этом канал связи является высокоскоростным, то это — локальная сеть. Если же организация арендует низкоскоростные каналы связи (например, спутниковую линию связи), то это — глобальная сеть.

Скорость передачи информации измеряется в битах в секунду, килобитах в секунду и т.д. Наименьшей системной единицей измерения скорости передачи информации является 1 бит/с. Иногда используется неузаконенная внесистемная единица — бод (при скорости 1 бод в канал связи передается один импульс каждую секунду, то есть один бит).

Для работы в глобальной сети требуется модем. При этом асинхронная передача каждого символа (буквы или цифры) осуществляется с помощью десяти битов (8 бит требуется для передачи символа и два бита служебных).

Таким образом, при скорости передачи данных 28800 бит/с в линию передается 2880 символов в секунду. При такой скорости передачи данных для пересылки одной страницы текста, содержащей 3000 символов, потребуется чуть больше одной секунды.

Скорость работы современных модемов различна. Разработаны серийные модели, работающие со скоростями 33600 бит/с, 56000 бит/с и более.

Тенденции сближения сетей разных типов

К локальным сетям относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км). В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с.

Глобальные сети объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей (обычно это телефонные линии).

Городские сети (или сети мегаполисов) являются менее распространенным типом сетей. Эти сети появились сравнительно недавно. Они предназначены для обслуживания территории крупного города – мегаполиса. В то время как локальные сети наилучшим образом подходят для совместного использования  (разделения) ресурсов на коротких расстояниях и широковещательных передач, а глобальные сети обеспечивают работу на больших расстояниях, но с ограниченной скоростью и небогатым набором услуг, сети мегаполисов занимают некоторое промежуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и передачу голоса и текста.

За счет новых сетевых технологий и соответственно нового оборудования, рассчитанного на более качественные линии связи, скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения приближаются к традиционным скоростям локальных сетей. В результате службы для режима on-line (режима реального времени) становятся обычными и в глобальных сетях. Наиболее яркий пример - гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком информации в сети Internet. Ее интерактивные возможности превзошли возможности многих аналогичных служб локальных сетей, так что разработчикам локальных сетей пришлось просто позаимствовать эту службу у глобальных сетей. Процесс переноса служб и технологий из глобальных сетей в локальные приобрел такой массовый характер, что появился даже специальный термин – Intranet-технологии (Intra – внутренний), обозначающий применение служб внешних (глобальных) сетей во внутренних - локальных.

Архитектура локальной сети

Сети характеризуются структурой (топологией). Топология сети – это логическая схема соединения компьютеров (узлов сети). Чаще всего в локальных сетях используют топологии:

  •  «шина»;
  •  «кольцо»;
  •  «звезда».

Для соединения компьютеров в локальную сеть эти  компьютеры должны иметь специальную плату - сетевой адаптер. Именно эта плата обеспечивает передачу и прием информации по каналам сети. Каждый адаптер характеризуется методом доступа.

Метод доступа – это набор правил, определяющий использование канала передачи данных, соединяющего узлы сети на физическом уровне. Самыми распространенными методами доступа в локальных сетях для перечисленных выше топологий являются Ethernet, Token Ring, Arcnet, которые реализуются соответствующими сетевыми платами (адаптерами).

Сети с топологией «шина»

Для связи компьютеров используется один канал. Самым распространенным методом доступа в сетях такой топологии является метод Ethernet   (рис. 5.1).

Основной принцип, положенный в основу Ethernet, - случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны.

Главным достоинством таких сетей, благодаря которому они стали такими популярными, является их экономичность. Для построения сети достаточно иметь по одному сетевому адаптеру для каждого компьютера плюс один физический сегмент коаксиального кабеля нужной длины. Эта схема построения сети достаточно надежна: выход из строя одного компьютера не приведет к краху всей сети. Недостаток такой сети: ее медлительность, - чтобы сообщение дошло от одного компьютера к другому, оно должно пройти через все компьютеры, расположенные между сообщающимися двумя, и каждый промежуточный компьютер пытается определить, не ему ли послано сообщение.

Сети с топологией «кольцо»

В сети с этой топологией распространен метод Token Ring. Все компьютеры сети соединены по кольцу (рис. 5.2). Неисправность одного из них приводит к неисправности всей сети. Такую схему сейчас используют очень редко.

Сети с топологией «звезда»

При использовании топологии типа «звезда» все компьютеры подключаются непосредственно к некоторому центру (см. рис. 5.3). Таким центром может служить некоторый управляющий компьютер (сервер) или специальное устройство, называемое концентратором или хабом.

При такой схеме есть свои достоинства и недостатки. Достоинство - эта сеть быстрее, чем описанные ранее, и надежнее. Недостаток - она дороже, т.к. требуется кроме компьютеров и кабелей специальное управляющее устройство.

Большинство сетей предприятий соединяют в себе более мелкие сети, которые могут иметь разную топологию и работать под управлением разных операционных систем. Для обеспечения связи между различными подсетями  используются устройства межсетевого взаимодействия: мосты и маршрутизаторы. В качестве моста или маршрутизатора может использоваться и компьютер.

Разновидности локальных сетей

Различают сети с централизованным управлением и децентрализованные (или одноранговые сети).

В одноранговых сетях все компьютеры равноправны. Вы можете выделять свои папки и диски для совместного использования и пользоваться информацией с других компьютеров. Создание такой сети - приемлемое решение для небольших организаций: 5-10 компьютеров.

В сетях с централизованным управлением любой топологии существует компьютер, который управляет работой всей сети. Он называется сервер. Это специальная, более мощная, чем остальные, машина, имеющая более быстрый процессор, больший объем оперативной и внешней памяти. На этом компьютере  устанавливается специальная сетевая операционная система, как правило, Windows 2000 Server.

Преимущества сетей с централизованным управлением:

  •  большой объем данных может храниться на сервере, а не дублироваться на каждом компьютере;
  •  централизованно хранящиеся данные можно оперативно обновлять и надежно защищать как от отдельных пользователей, так и от вирусов (сервер обычно хранит информацию о пользователях, и некоторым пользователям можно просто запретить доступ к определенным данным);
  •  сервер может использоваться не только для хранения данных, но и помогать своей мощью при их обработке: при этом часть программного обеспечения работает на вашем компьютере (клиентская часть), а часть на сервере (серверная часть); про такие программы, состоящие из двух частей, говорят, что они работают по «клиент-серверной» технологии.

Если ваш компьютер настроен для работы в локальной сети, то для просмотра сетевых ресурсов можно использовать папку Сетевое окружение (значок находится на рабочем столе). В окне Сетевое окружение (рис. 5.4) видны все компьютеры вашей сети. Однако, чтобы получить доступ к сетевым компьютерам, папкам и принтерам, необходимо наличие прав доступа (права назначает администратор сети).

Можно вручную настраивать содержимое этой папки, добавляя новые элементы, например, подпапку с общей сетевой папки (на рис. 5.4 это папка Сети). Для этого воспользуйтесь командой Добавить новый элемент в сетевое окружение. Далее следуйте указаниям Мастера добавления в сетевое окружение.

Вопросы для самопроверки

  1.  Что такое распределенная обработка данных?
  2.  Что такое компьютерная (вычислительная сеть)?
  3.  Приведите классификацию компьютерных сетей.
  4.  Что такое глобальная компьютерная сеть, региональная компьютерная сеть, локальная вычислительная сеть?
  5.  Расскажите о тенденциях сближение сетей разных типов.
  6.  Назовите основные элементы компьютерной сети.
  7.  Что такое скорость передачи данных?
  8.  Что такое архитектура компьютерной сети?
  9.  Назовите основные типы физической передающей среды для ЛВС.
  10.  Что такое топология сети и каковы особенности кольцевой, шинной, звездообразной топологии?
  11.  Что такое клиент-серверная технология?

PAGE  1


Рис.
5.1. Топология сети «общая шина»

Рис. 5.2. Топология сети «кольцо».

Сервер

(или концентратор)

Рис. 5.3. Сеть топологии «звезда»


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34790. Софисты: человек – мера всех вещей. Протагор 26.5 KB
  древнегреческий философ основатель школы софистов. Название школы происходит от греческого sophistes мудрый или знающий. Первый и наиболее выдающийся представитель школы Протагор около 485 около 410 до н. Софисты не образуя единой школы в основном исследовали этическую политическую и гносеологическую проблематику.
34791. Платон и его учение об идеях. Теория познания и учение о душе. Теория государства Платона 28.5 KB
  В области моральнопсихологической проблематики основывался на дифференциации трех составляющих души: аффективной волевой и рассудочной вожделение и пыл как два коня души которыми правит возница разум чему соответствуют такие фундаментальные добродетели как воздержанность мужество и мудрость. В процессе развития человека она вспоминает свои знания которые видела раньше При этом чувственноэмпирический опыт является лишь толчком к воспоминанию поэтому Платон советует обращаться к душе минуя по возможности органы...
34792. Метафизика Аристотеля: учение о 4 причинах. Учение о душе. Разум и воля этика Аристотеля 30 KB
  Аристотель 384 322 до н. АРИСТОТЕЛЬ О ПРЕДМЕТЕ И ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ Аристотель 384322 гг. Аристотель является родоначальником собственно научной философии в его учении некоторые науки получили освещение с точки зрения философии. Аристотель детально и глубоко разработал теорию познания после чего создал труд по логике который сохраняет свое непреходящее значение и сейчас.
34793. Малые сократические школы: киники, киренаики, мегарики 36.5 KB
  ученик Сократа. Кроме Аристиппа ученика Сократа и софистов к составу школы принадлежали: Аретэ дочь Аристиппа Аристипп младший внук основателя школы Антипатр Феодор Гегезий и Анникерес. подобно киникам поняли учение Сократа односторонне. Громкая молва о мудрости Сократа привлекла его в Афины где он сделался учеником философа.
34794. Этика стоиков: позднеантичный идеал мудреца. Сенека Эпиктет Марк Аврелий 42.5 KB
  Сенека Эпиктет Марк Аврелий. Римского стоицизма Сенека Эпиктет Марк Аврелий. тот же текст переложил для нужд монастырской жизни Нил Анкирский МАРК АВРЕЛИЙ АНТОНИН Mrcus urelius ntoninus 121–180 – философстоик римский император с 161. При рождении получил имя Марк Анний Вер.
34795. Этика Эпикура, принцип гедонизма, отношения к суевериям, к жизни и смерти. Скептицизм. Пиррон 35 KB
  Скептицизм. Скептицизм античный древнегреческое учение впервые обоснованное Пирроном из Элиды в конце 4 в. К скепсису подобного рода он добавил моральный и логический скептицизм заявляя что никогда не может быть рационального основания для того чтобы предпочесть один порядок действия другому. Став философским учением скептицизм превратился из простого сомнения в сомнение догматическое.
34796. Гиппократ и зарождение научной медицины. Гиппократова модель врачебной этики и принцип не навреди 42.5 KB
  Наследие Имя Гиппократа сделалось собирательным и многие сочинения из семидесяти приписываемых ему принадлежат другим авторам преимущественно его сыновьям. Существует несколько сочинений Гиппократа этического направления: Клятва Закон О враче О благоприличном поведении Наставления которые в конце V и начале IV века до н. превратят научную медицину Гиппократа в медицинский гуманизм. За труды Гиппократа выдавались многие более поздние псевдогиппократовские произведения.
34797. Истоки средневековой философии. Библейские идеи философского значения 30.5 KB
  Формирование средневековой европейской философии Средневековая философия отдельный отрезок в истории европейской философии который непосредственно связан с христианской религией. Средневековая стадия философии имеет самостоятельное значение для развития философского мышления. Вовторых христианские взгляды заключают в себе оригинальные основания для дальнейшей разработки заимствованных из греческой философии понятий а равно для образования новых понятий которые оказали существенное влияние на последующую философию.
34798. Становление религиозной философии: патристика( тертулиан, Августин). Средневековая схоластика (Абеляр, росцеллин) 36.5 KB
  Центральное направление в развитии патристики этого периода борьба с ересями что связано с обретением христианством статуса государственной религии и официальной формулировкой христианского Никейского символа веры. Заложил основы традиции которая провозгласила несовместимость христианской веры с языческой мудростью. Включает философские системы ряда христианских мыслителей которые основываясь в своих посылках на религиозной догматике пытались посредством применения диалектического метода решить универсальные философские...