ГБОУ ВПО «КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ » МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ России Дисциплина Медицинская информатика Теоретические основы Тема телекоммуникаций. Локальные компьютерные сети Преподаватель: доцент Пашина Ирина Владимировна
Компьютерной сетью называют совокупность узлов, (компьютеров, терминалов, периферийных устройств), имеющих возможность информационного взаимодействия друг с другом с помощью специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения.
Общие моменты при организации ЛВС 1. Компьютер, подключенный к сети, называется рабочей станцией (Workstation) 2. Компьютер, предоставляющий свои ресурсы – сервером. 3. Компьютер, имеющий доступ к совместно используемым ресурсам - клиентом. 4. Несколько компьютеров, расположенных в одном помещении или функционально выполняющих однотипную работу подключают друг к другу и объединяют в рабочую группу с тем, чтобы они могли совместно использовать различные ресурсы: программы, документы, принтеры, факс и т. п.
Общие моменты при организации ЛВС Рабочая группа организуется так, чтобы входящие в нее компьютеры содержали все ресурсы, необходимые для нормальной работы. Как правило, в рабочую группу, объединяющую более 10 - 15 компьютеров, включают выделенный сервер - достаточно мощный компьютер, на котором располагаются все совместно используемые каталоги и специальное программное обеспечение для управления доступом ко всей сети или ее части.
Преимущества локальных сетей 1. Появление сетевых технологий облегчает работу персонала 2. Быстрое движение информации внутри сети 3. Одновременный доступ к электронной истории болезни и др. базам данных нескольких пользователей(врач, мед. Сестра, консультанты, контролирующие организации) 4. Каждый компьютер может работать и автономно, это позволяет работать на ПЭВМ как индивидуально, так и в сети, имея доступ к общим базам данных и информации. 5. Распределение ресурсов в сети(экономия рабочего места на жестких дисках)
Преимущества локальных сетей 6. Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций. 7. Разделение данных предоставляет возможность доступа и управле ния базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в инфор мации. 8. Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
Преимущества локальных сетей 9. Разделение ресурсов процессора. При разделение ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. 10. Многопользовательский режим. Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то те кущая выполняемая работа отодвигается на задний план.
Локальные сети компьютерные сети можно классифицировать по группе признаков: Ø Ø Территориальная распространенность; Ведомственная принадлежность; Скорость передачи информации; Тип среды передачи;
По территориальной распространенности сети могут быть Ø Локальные сети Ø GAN – – сеть Ø WAN – глобальная CAN Ø MAN – кампусная (LAN)– это сети, сеть объединяющая широкомасштабная сеть, городского перекрывающие сеть локальные сети масштаба не территорию близко более 100 м 2 расположенных зданий
Персональная сеть n (англ. Personal Network) — это сеть, построенная «вокруг» человека. Данные сети призваны объединять все персональные электронные устройства пользователя (телефоны, карманные персональные компьютеры, смартфоны, ноутбуки, гарнитуры и. т. п. ). К стандартам таких сетей в настоящее время относят Bluetooth.
Bluetooth n обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты и наушники на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе от 10 до 100 метров друг от друга, даже в разных помещениях.
Bluetooth Класс Максимальная Радиус действия мощность, (приблизительно) м. Вт д. Бм м Класс 1 100 20 100 Класс 2 2, 5 4 10 Класс 3 1 0 1
Спецификации Устройства версий 1. 0 (1998) и 1. 0 B имели плохую совместимость между продуктами различных производителей. В 1. 0 и 1. 0 B была невозможной реализация анонимности соединения на протокольном уровне и было основным недостатком данной спецификации. В Bluetooth 1. 1 было исправлено множество ошибок, найденных в 1. 0 B, добавлена поддержка для нешифрованных каналов, индикация уровня мощности принимаемого сигнала (RSSI). В версии 1. 2 была добавлена технология адаптивной перестройки рабочей частоты (AFH), что улучшило сопротивляемость к электромагнитной интерференции (помехам). Также увеличилась скорость передачи и добавилась технология e. SCO, которая улучшала качество передачи голоса путём повторения повреждённых пакетов.
Спецификации Bluetooth версии 2. 0 (2004) полностью совместим с версиями 1. x. Основным нововведением стала поддержка EDR (Enhanced Data Rate), что позволило повысить скорость передачи до 2, 1 Мбит/с. В Bluetooth версии 2. 1 (2007) добавлена технология расширенного запроса характеристик устройства (для дополнительной фильтрации списка при спаривании), энергосберегающая технология Sniff Subrating, которая позволяет увеличить продолжительность работы устройства от одного заряда аккумулятора в 3 -10 раз. Кроме того обновленная спецификация существенно упрощает и ускоряет установление связи между двумя устройствами, позволяет производить обновление ключа шифрования без разрыва соединения, а также делает указанные соединения более защищёнными, благодаря использованию технологии Near Field Communication.
По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Государственные сети –используемые в государственных структурах.
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на n Низкоскоростные. (проводная связь) n Среднескоростные. (кабель) n Высокоскоростные. (оптоволокно)
Режим передачи между двумя узлами n. Симплексный n. Полудуплексный n. Дуплексный
По типу среды передачи сети разделяются на : ü коаксиальные ü на витой паре, ü оптоволоконные, ü с передачей информации по радиоканалам, ü в инфракрасном диапазоне.
Физическая среда передачи в локальных сетях Для выбора среды передачи надо учитывать: 1. Требуемая пропускная способность, скорость передачи в сети; 2. Размер сети; 3. Требуемый набор служб (передача данных, речи, мультимедиа и т. д. ), который необходимо организовать. 4. Требования к уровню шумов и помехозащищенности; 5. Защищенность информации; 6. Общая стоимость проекта, включающая покупку оборудования, монтаж и последующую эксплуатацию.
Скрученная пара проводов называется витой парой (twisted pair). Витая пара существует в экранированном варианте (Shielded Twistedpair, STP), когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном (Unshielded Twistedpair, UTP), когда изоляционная обертка отсутствует. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю.
Коаксиальный кабель (coaxial) имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения - для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения и т. п.
Волоконно-оптический кабель (optical fiber) состоит из тонких (5 -60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля - он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.
1. Требуемая пропускная способность, скорость передачи в сети; Витая пара Коаксиал Оптическое волокно Обычный Широко пололсный до 100 Мбит/с 500 Мбит/с. от 1 до 10 Мбит/с, несколько гигабит в секунду
2. Размер сети; Витая пара Коаксиал Оптическое волокно Обычный Широко пололсный до 200 м До 800 м Не более 1, 5 До 50 км км
4. Требования к уровню шумов и помехозащищенности; Витая пара Коаксиал Оптическое волокно Обычный Широко пололсный Незначитель помехозащи ная помехо- щен защищенность Внешнее воздействие помех практически отсутствует
Общая стоимость проекта, включающая покупку оборудования, монтаж и последующую эксплуатацию. Витая пара Невысокая Коаксиал Обычный Широко пололсный Относительно высокая Оптическое волокно Высокая
Типы линий связи Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как по используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (KB, СВ и ДВ). Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн (УКВ), а также диапазонах сверхвысоких частот (СВЧ).
Диапазон Длины волн, м Дециметров 1. . 0, 1 ый Частот ы, ГГц Применение 0, 3. . 3 Сотовые радиотелефоны, ТВ, спутниковая связь, РК в ЛВС* Сантиметр 0, 1. . 0, 01 3. . 30 овый Радиорелейные линии, РК в ЛВС, спутниковая связь Миллимет ровый 0, 01…… 30. . 300 РК в ЛВС 0, 001 Инфракра сный 0, 001…. 3*102. . ВОЛС, WDМ** 7, 5*10 -7 4*105 Видимый свет (7, 5. . . . (4, 0. . . 4, 0)*10 -7 7, 5)*105 WDM мультиплексирование с разделением каналов по длинам волн.
Классификация локальной компьютерной сети (ЛКС) Одноранговые сети. Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС. Имя и пароль входа назначаются владельцем ПК средствами ОС.
Классификация локальной компьютерной сети (ЛКС) Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, Windows’ 3. 11, Novell Net. Ware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с Windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32 разрядных операционных систем – Windows’ 95 OSR 2, Windows NT Workstation версии, OS/2) и некоторых других.
Компьютеры могут соединяться кабелями, образуя различную топологию сети ü Звездная ü шинная ü кольцевая
Структура ЛКС проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.
Структура ЛКС Сеть типа “звезда” более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.
Структура ЛКС В сети, имеющей структуру типа “кольцо”, информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. При выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца. Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.
Классификация локальной компьютерной сети (ЛКС) Иерархические сети. В иерархических локальных сетях имеется один или несколько специальных компьютеров – серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями.
Классификация локальной компьютерной сети (ЛКС) Сервер в иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой. Сервер Gateway E-9510 T SATA (2 x Xeon 3, 4 GHz/2 MB/800 MHz) $6613
БД In
Благодаря использованию мостов, специальных устройств, объединяющих локальные сети с разной структурой, из вышеперечисленных типов структур могут быть построены сети со сложной иерархической структурой. Две локальные сети объединяются в одну на сетевом уровне. Раздельные сегменты коллизий. Изоляция локального трафика на MAC уровне http: //www. kvazarspb. ru/u_lan/localnaya_set. html
Способы коммутации компьютеров и виды сетей
Терминальная сеть
Преимущества внедрения терминальных решений для клиентов: Максимальное использование вложенных средств. Полностью используются ресурсы дорогостоящего серверного оборудования, в то время как к клиентским станциям не предъявляются высокие требования по надежности и производительности. Масштабируемость. Добавление новых рабочих мест, по мере роста предприятия, не требует существенного изменения конфигурации системы, установки дополнительного ПО или увеличения затрат на обслуживание. Экономия. Минимизация затрат на приобретение терминального оборудования и существенная экономия материальных и временных затрат на программное обеспечение.
Преимущества внедрения терминальных решений для клиентов: Простота обслуживания. Обслуживание всей сети ограничивается администрированием сервера и может быть выполнено администратором с любого рабочего места или удаленно. Клиентские станции в администрировании не нуждаются. Надежность. Сбой или выключение клиентской станции не влечет за собой потери данных или завершения сессии, так как все данные хранятся на сервере. Безопасность. Возможность блокирования или исключения из конфигурации терминалов дисководов и других накопителей (напр. USB-брелков) а также жесткое разграничение прав доступа делает невозможной кражу информации сотрудниками предприятия. Контроль. Обеспечивается возможность удаленного контроля работы пользователя и даже управления его сеансом, что существенно повышает подотчетность и эффективность
Преимущества внедрения терминальных решений для клиентов: Эргономичность. Технология способствует использованию на рабочих местах оборудования производящего минимум тепла, шума и электромагнитных помех. Защита инвестиций. Модернизация сети ограничивается модернизацией сервера, терминальные устройства замены или усовершенствования не требуют.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Для создания простейшей офисной сети можно использовать широко распространенную операционную систему (ОС) Windows, разработанную компанией Microsoft, которая рассчитана в первую очередь на работу в одноранговых сетях, для поддержки работы компьютера в качестве клиента других сетей. Free. BSD – еще одна среда передачи. Выбор типа сети, способа соединения компьютеров в сеть зависят как от технических так и, что не маловажно, от финансовых возможностей тех, кто “строит” сеть. Операционные системы семейства Unix
Скачать презентацию ГБОУ ВПО КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ
2лок сети 2012 .ppt