Локальные и глобальные вычислительные сети 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Казань, 2008 год

      Оглавление 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

 

     В данной работе будут раскрыты понятия компьютерных сетей, они же вычислительные сети. Компьютерные сети – это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющею требованиям распределенной обработки данных.

     Объекты, генерирующие и потребляющие информацию в сети, называются абонентами.

     Аппаратура, которая выполняет функции связи  с передачей информации, называется станция.

     Линии связи или пространство, в котором  распространяются электрические сигналы, а также аппаратура передачи данных называется физическая передающая среда. На ее базе строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентской системой.

Классификация и особенности  вычислительных сетей

 

     В зависимости от территории расположения абонентских систем, вычислительные сети делятся на три основных категории:

1. Глобальная
2. Региональная
3. Локальная

     Глобальная  сеть – это объединение абонентов, расположенных в различных странах  на различных континентах и т.д.

     Взаимодействие  между абонентами осуществляется на базе телефонных линий связи, радио связей и систем спутниковой связи. Такие сети рассчитаны на неограниченное число абонентов, но часто используются не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкая скорость передачи данных.

     Региональная сеть – это объединение абонентов, расположенных на значительных расстояниях друг от друга, она может включать абонентов внутри большого города (10-100км).

     Локальная сеть – это объединение абонентов, расположенных на небольших территориях. Однако в настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс сети.

     Некоторые локальные сети легко обеспечивают связь на расстоянии нескольких километров и даже десятков километров. Максимальное число абонентов до 1000.

     Компьютеры, связанные локальной сетью, фактически объединены в один виртуальный компьютер, ресурсы которого доступны всем пользователям сети.

     Скорость  передачи данных достаточно высокая. Средняя  скорость передачи данных от 100 Мб/с. Информация в локальных сетях передается отдельными порциями – пакетами.

     Использование пакетов связанно с тем, что в  сети одновременно происходит несколько  сеансов связи, а это значит, что  в течение одного и того же интервала  времени могут идти два или  много процессов обмена данными  между абонентами.

     Если  несколько компьютеров в офисе  объединены локальной сетью, то они  должны иметь один мощный принтер  для обслуживания всех компьютеров.

     При подготовке документов в печать следует  активизировать команду «Печать» и  установить соответствующие опции. При выходе на печать одновременно нескольких пользователей, специальная программа выстроит их в очередь по соответствующим критериям.

     Главное отличие локальной сети – это  скорость обмена.

     Причина популярности локальной сети.

• Экономичность ресурсов
• Быстрый обмен информацией, доступ к общей информации.

Классификация локальной сети

 

     По  назначению:

• Сети управления процессами (административными, технологическими и т.д.)
• Информационно-поисковые
• Сети обработки данных и т.д.

 

     По  типу использования  локальные сети делятся на однородные и неоднородные:

• Однотипное оборудование
• Неоднородное оборудование

 

     По  способу организации  управления:

• с Центральным управлением
• с Децентральным управлением

 

     По  характеру организации  передачи данных:

• Селекция информации
• Маршрутизация информации

 

     По  характеру передачи информации:

• Сеть на толстом коаксиальном кабеле
• Сеть на тонком коаксиальном кабеле
• Сеть на кабеле на основе витой пары.
• Сеть на оптоволокне
• Беспроводные линии связи

      

        Витая пара Коаксиал Оптоволокно

      

         Радиорелейная линия                      Спутниковый канал

Требования  к вычислительным сетям

     Основной  характеристикой сети  является качество доступа к ее ресурсам. Качество доступа включает в себя:

     Производительность  сети – время с момента формирования запроса до момента получения ответа.

• Надежность сети – надежность работы и сохранность файлов.
• Управляемость сети.
• Расширяемость сети – возможность модернизации, расширение, добавление.
• Интегрирование сети – возможность подключения разнообразного оборудования.
• Прозрачность сети – скрытие особенностей сети от конечного пользователя.

Системы распределенной обработки  данных конечной сети

     Архитектура типа «Клиент – сервер» - состоит  из компонентов:

• сервер базы данных;
• рабочие станции;
• сеть и коммуникационные программные излучения.

Сервер  – это компьютер (программа), управляющий  определенным ресурсом.

Клиент  – это компьютер (программа), использующий соответствующие ресурсы.

Организация взаимодействия клиент–серверной архитектуры

     Большинство систем этой архитектуры запускает клиентское приложение на одном компьютере, а приложение «сервер» - на другом.

     Обычно  клиент располагается далеко.

     Рабочие станции посылают запрос на данные серверу, который извлекает их из базы и осуществляет предварительную обработку.

Системное программное обеспечение  вычислительных сетей

       Основу системного программирования  обеспечение вычислительных сетей  составляет сетевая операционная система, которая:

• выполняет функции локальных операционных систем, обеспечивая управление ресурсами компьютера.
• представляет собственные ресурсы и определяет услуги общего пользования, т.е. имеет сервер.
• обеспечивает возможность доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования, т.е. имеет клиентскую часть.

     Наиболее  распространенными сетевыми системами являются:

     Novel NetWare, Windows NT.

     Области применения вычислительных сетей:

• Теле- и видеотексты
• Электронная почта
• Телесовещания, телеконференции.

Способы объединения локальных  вычислительных сетей

     Мост – это устройство, соединяющее две сети, использующее одинаковые методы для передачи данных. Он может соединить сети различных топологий, но работающих под управлением однотипной операционной системы.

     Маршрутизатор (роутер) – это устройство, соединяющее сети различного типа, но использующее одну операционную систему.

     Шлюз – это устройство, позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями, использующие разные протоколы взаимодействия. Осуществляет свои функции на уровне выше сетевого.

     С их помощью можно подключить локальную вычислительную сеть к главному компьютеру и к глобальной сети.

     Мосты, маршрутизаторы, шлюзы – конструктивно  выполняются в виде плат, которые  устанавливаются в компьютер.

Топология локальных сетей

     Под топологией сети понимается физическое расположение компьютеров в сети и способ соединения их линий связи.

     Топология определяется:

• Требованием к оборудованию
• Типу кабеля
• Методом управления обмена данных

     По  структуре построения сети:

• Одноузловые
• Одноканальные
• Многоузловые
• Многоканальные

Топология «Звезда»

 
 
 
 
 

       

     Центральный узел управления (файловый сектор) организует оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к  информации.

     Каждая  рабочая станция непосредственно  связана с узлом. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети.

Кольцевая топология.

       Рабочие станции связаны одна с другой по кругу.  
 
 
 
 

     Сообщение в сети регулярно циркулирует  по кругу. Рабочая станция посылает определенному конечному адресу информацию, предварительно получив  на нее запрос из «кольца». Продолжительность передачи информации зависит от количества станций, объединенных в сети. Основная проблема – при выходе из строя одной рабочей станции выходит из строя вся система.

Топология типа «общая шина».

      При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути.

       - общая шина. 
 
 
 

      Рабочие станции в любое время без  прерывания работы всей сети могут  быть подключены к этому пути, либо отключены от него. Функционирование не зависит от состояния отдельных  рабочих станций. Сеть теряет свою работоспособность при разрыве кабеля.

Интернет

 

     Internet – это мировая компьютерная сеть, состоящая из множества соединенных друг с другом меньших по размеру сетей.

     Это глобальная информационная инфраструктура, обеспечивающая возможность общения и передачи информации между любыми компьютерами по всему миру.

     Размер  сети постоянно увеличивается. 

     Первоначально сетью пользовались исключительно  для передачи файлов и сообщений  электронной почтой.

     В настоящее время с ее помощью  решаются более сложные задачи.