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

24977. Кристаллические и аморфные тела. Упругие и пластические деформации твердых тел 24 KB
  Твердые тела. Кристаллические тела. Аморфные тела.
24978. Работа в термодинамике. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение первого закона к изопроцессам. Адиабатный процесс 29.5 KB
  Существуют два способа изменения внутренней энергии: теплопередача и совершение механической работы например нагревание при трении или при сжатии охлаждение при расширении. Теплопередача это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым. Теплопередача бывает трех видов: теплопроводность непосредственный обмен энергией между хаотически движущимися частицами взаимодействующих тел или частей одного и того же тела; конвекция перенос энергии потоками жидкости или газа и...
24979. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда 31 KB
  Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению так и к взаимному отталкиванию объясняется существованием двух видов зарядов. алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: q1 q2 . Появление и исчезновение электрических зарядов на телах в большинстве случаев объясняется переходами элементарных заряженных частиц электронов от одних тел к другим. Законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов изучает электростатика.
24980. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи 26 KB
  Работа тока. В электрическом поле из формулы определения напряжения U = A q легко получить выражение для расчета работы переноса электрического заряда А = Uq так как для тока заряд q = It то работа тока: А = Ult или А = I2R t = U2 R t. При прохождении тока по проводнику количество теплоты выделившейся в проводнике прямо пропорционально квадрату силы тока сопротивлению проводника и времени прохождения тока.
24981. Магнитное поле, условия его существования. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, подтверждающие это действие. Магнитная индукция 54 KB
  Магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов согласно представлениям теории близкодействия объясняется следующим образом: всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле. Магнитное поле особый вид материи который возникает в пространстве вокруг любого переменного электрического поля. С современной точки зрения в природе существует совокупность двух полей электрического и магнитного это электромагнитное поле оно представляет собой особый вид материи т.
24982. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы 31.5 KB
  Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы План ответа 1. Полупроводниковые приборы. Применение полупроводников.
24983. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца 42 KB
  Закон электромагнитной индукции. Опыты по электромагнитной индукции. Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем в 1831 г. Магнитным потоком через замкнутый контур площадью S называют физическую величину равную произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь контура S и на косинус угла а между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к площади контура.
24984. Явление самоиндукции. Индуктивность. Электромагнитное поле 27.5 KB
  Явление самоиндукции заключается в появлении ЭДС индукции в самом проводнике при изменении тока в нем. Примером явления самоиндукции является опыт с двумя лампочками подключенными параллельно через ключ к источнику тока одна из которых подключается через катушку рис. Это происходит потому что после замыкания ключа ток достигает максимального значения не сразу магнитное поле нарастающего тока породит в катушке индукционную ЭДС которая в соответствии с правилом Ленца будет мешать нарастанию тока. Для самоиндукции выполняется...
24985. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур и превращение энергии при электромагнитных колебаниях. Частота и период колебаний 26 KB
  Электромагнитные колебания это колебания электрических и магнитных полей которые сопровождаются периодическим изменением заряда тока и напряжения. Простейшей системой где могут возникнуть и существовать электромагнитные колебания является колебательный контур. Таким образом в колебательном контуре будут происходить электромагнитные колебания изза превращения энергии электрического поля конденсатора Wэ = = CU2 2 в энергию магнитного поля катушки с током wm = LI2 2 и наоборот.