КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА 1

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА 1

Что такое компьютерная сеть? Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединённых линиями связи: § § электрические кабели телефонная линия оптоволоконный кабель (оптическое волокно) радиосвязь (беспроводные сети, Wi. Fi) Что приобрели? ü совместное использование ресурсов (данные, программы, внешние устройства) ü электронная почта ü быстрый обмен информацией между компьютерами Что потеряли? § финансовые затраты (техника, программное обеспечение) § снижение безопасности (вирусы, шпионаж) § нужен специалист по обслуживанию (системный администратор) 2

Классификация сетей По территориальной распространённости Локальные Региональные Глобальные 3

Локальная сеть компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояние более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такое расстояние, подобные сети относят к локальным. 4

Локальные сети 1. Одноранговые сети все компьютеры равноправны Операционные системы: Windows 3. 11 / 95 / 98 / 2000 / XP / Vista / 7 / 8 2. Сети с выделенным сервером Сервер – компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства) в общее использование. • файловый сервер • сервер печати • почтовый сервер Клиент – компьютер, пользующийся услугами сервера. Операционные системы для серверов: Windows 2008 Server, Linux, UNIX 5

6 Технология «клиент-сервер» Клиент рабочая • посылает запрос с заданием станция • выводит на экран ответ, полученный запрос от сервера Сервер ответ • принимает запросы от клиентов и ставит их в очередь • выполняет задание • посылает ответ с результатами сервер ü вся обработка данных – на сервере, РС могу быть маломощными ü дешевле модернизация ü меньше нагрузка на сеть (передаются только нужные данные) ü защита устанавливается на сервере (в одном месте) § финансовые затраты (техника, программное обеспечение) § сложная настройка сервера

Топология сети Сетевая топология - схема расположения и соединения компьютеров в сети. Виды Шина Кольцо Звезда 7

8 Схема (топология) «общая шина» Рабочая Станция сервер РС РС терминатор шина ü простота, малый расход кабеля ü легко подключать рабочие станции ü при выходе из строя РС сеть работает § § § при разрыве шины сеть выходит из строя низкий уровень безопасности один канал связи, передача по очереди возможны конфликты (одновременная передача данных) сложно искать неисправности (непонятно, кто "завесил" сеть) длина шины ограничена (затухание сигнала)

9 Схема «звезда» сервер РС РС РС ü ü ü единый центр управления, конфликты невозможны высокий уровень безопасности (всё идет через сервер) на каждой линии только 2 компьютера – проще обмен данными обрыв кабеля и выход из строя РС не влияет на работу сети все точки подключение собраны в одном месте (проще ремонт) § § если сервер вышел из строя, сеть не работает большой расход кабеля ограничение количества клиентов (8 или 16) размер ограничен

10 Пассивная «звезда» РС РС хаб (свитч) сервер РС РС ü обрыв кабеля и выход из строя РС не влияет на работу сети ü все точки подключение собраны в месте (проще ремонт) ü можно наращивать размер (цепочка хабов) § нет центрального компьютера (безопасность? ? ? ) § если хаб вышел из строя, сеть не работает § большой расход кабеля ! Обладает свойствами звезды и общей шины.

11 Схема «кольцо» РС РС сервер РС РС РС ü размер сети до 20 км § при выходе из строя любого компьютера или разрыве линии сеть не работает § низкая безопасность § скорость передачи данных падает при увеличении размеров сети § сложно подключать новую РС

12 Смешанные схемы Звездно-шинная хаб Звездно-кольцевая хаб

Аппаратура для построения сетей 13 • Сетевые карты (сетевые адаптеры) • Сетевые кабели o коаксиальный изоляция проводник (медь) o «витая пара» оболочка (стекло) o оптоволоконный оболочка (пластик) основное волокно (стекло)

Какое устройство необходимо для подключения к локальной сети? Сетевой адаптер – основная функция - передача и прием информации по сети. Практически все современные сетевые платы поддерживают технологию Plug and Play , что позволяет достаточно быстро настроить сетевое соединение. Сетевой адаптер Gigabit Ethernet 14

Каналы связи Линии связи или линии передачи данных (каналы связи) - это промежуточная аппаратура и физическая среда по которой передаются информационные сигналы (данные). Каналы передачи данных связывают между собой источники информации и приемники информации. 15

Каналы связи Кабельные каналы Витая пара Беспроводные каналы Коаксиальный кабель Радиоканалы Спутниковые каналы Оптоволоконный кабель 16

Характеристики каналов связи □ Пропускная способность (скорость передачи данных): Мбит, Кбит в секунду □ Надежность ( способность передавать информацию без искажения и потерь) □ Стоимость 17

Витая пара – вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников. 18

Витая пара неэкранированная витая пара. Максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные этим кабелем, достигает 90 м. Скорость передачи информации - от 10 до 155 Мбит/с; экранированная витая пара. Скорость передачи информации - 16 Мбит/с на расстояние до 300 м. 19

Витая пара Данный кабель является самым дешевым и распространенным видом связи, который нашел широкое применение в самых распространенных локальных сетях, построенных по топологии типа “звезда”. Характерным для этого кабеля является простота монтажа. Витая пара является достаточно помехоустойчивой. Скорость передачи данных до 1000 Мбит/с. 20

Коаксиальный кабель обеспечивает передачу данных на большие расстояния, использовался при построении компьютерных сетей (пока не был вытеснен витой парой). Используется в сетях кабельного телевидения, для систем связи, авиационной, космической техники, компьютерных сетей, бытовой техники и т. д. 21

Коаксиальный кабель □ Коаксиальный кабель – вид электрического кабеля. Состоит из двух цилиндрических проводников, вставленных один в другой. Чаще всего используется центральный медный проводник, покрытый пластиковым изолирующим материалом, поверх которого □ Благодаря совпадению центров обоих проводников потери на идёт второй проводник — излучение практически медная оплётка или отсутствуют; одновременно алюминиевая фольга с обеспечивается хорошая оплёткой из медных лужёных защита от внешних проволок. электромагнитных помех. 22

Коаксиальный кабель применяется в локальных сетях , построенных по топологии типа “общая шина”. Коаксиальный кабель более помехозащищенный, чем витая пара и снижает собственное излучение. Пропускная способность – 50 -100 Мбит/с. Допустимая длина линии связи – несколько километров. Несанкционированное подключение к коаксиальному кабелю сложнее, чем к витой паре. 23

Оптоволоконный кабель Оптоволокно – это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построения компьютерной сети, вследствие своей гибкости, позволяющей даже завязывать кабель в узел. 24

Оптоволоконный кабель Основное преимущество этого типа кабеля – чрезвычайно высокий уровень помехозащищенности и отсутствие излучения. Несанкционированное подключение очень сложно. Скорость передачи данных 10 Гбит/c. Основные недостатки оптоволоконного кабеля – это сложность его монтажа, небольшая механическая прочность и чувствительность к ионизирующим излучениям. 25

Оптоволоконный кабель 26

Аппаратура для построения сетей • Хабы (концентраторы) – дублируют полученные данные на все порты. • Свитчи (коммутирующие хабы, коммутаторы) – передают полученные данные только адресату. 27

Связи между сетями 28 Мост (bridge) соединяет две локальные сети. Работает как свитч, но имеет свой процессор. мост Вариант: компьютер с двумя сетевыми картами. Маршрутизатор (router) пересылает пакеты по специальным правилам – таблицам маршрутизации (из локальной сети в Интернет). Определение кратчайшего пути, обход поврежденных участков. … или компьютер

29 Связи между сетями Шлюз (gateway) – служит для соединения сетей с разными протоколами (сеть персональных компьютеров и аппаратура). промышленная сеть шлюз

30 Беспроводные сети Каналы связи: • радиосвязь, обычно до 100 м (11 Мбит/c, 54 Мбит/с) • инфракрасное излучение (5 -10 Мбит/с) • инфракрасные лазеры (до 100 Мбит/с) ü ü ü § § § не нужно прокладывать кабель удобно для пользователей с ноутбуками дальняя связь – до нескольких тысяч километров проблемы совместимости с другими радиоисточниками низкая безопасность обмена данными слабая помехозащищенность Технология Wi. Fi (Wireless Fidelity) точка доступа до 50 компьютеров

Дальняя беспроводная связь Точка-точка – объединение двух сегментов сети с помощью радиосвязи (направленные антенны). Звезда – объединение нескольких сегментов сети центр 31

Какое устройство необходимо для подключения к сети Internet? Модем — устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые).