КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Компьютерной вычислительной сетью называют совокупность взаимосвязанных

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Компьютерной вычислительной сетью называют совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователя средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети (аппаратных, программных, информационных).

Существующие сети по широте охвата можно классифицировать следующим образом: глобальные вычислительные сети; региональные вычислительные сети; локальные вычислительные сети.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, или LAN – Local Area Network) – это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т.п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых контроллеров, работающая под управлением сетевой операционной системы.

Локальные вычислительные сети объединяют компьютеры, как правило, одной организации, которые располагаются компактно в одном или нескольких зданиях. Размер локальных сетей не превышает нескольких километров (до 10 км). В качестве физической линии связи в таких сетях применяются витая пара, коаксиальный кабель, оптико-волоконный кабель. Например, типичная LAN занимает пространство такое же, как одно здание или небольшой научный городок, и работает со скоростями от 4 Мбит/с до 2 Гбит/с.

ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

ЛВС позволяет совместно использовать периферийные устройства, включая: принтеры; плоттеры; дисковые накопители; приводы CD-ROM; дисководы; стримеры; сканеры; факс-модемы. Компьютерная сеть позволяет совместно использовать информационные ресурсы: каталоги; файлы; прикладные программы; базы данных; игры.

Компоненты компьютерной сети Основными компонентами сети являются. Оборудование концентраторы (хабы) сетевые адаптеры Коммуникационные каналы кабели разъемы Сетевая операционная система

Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются адаптерами или сетевыми адаптерами. Концентратор – устройство, коммутирующее несколько каналов связи на один. Необходим для коммутации нескольких внутренних каналов связи на один внешний

Сервер (server) – компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий её пользователей определёнными услугами Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удалённую обработку заданий, печать заданий и ряд других функций

Рабочая станция (workstation) – персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к её ресурсам Рабочая станция функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS Windows и др.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач

Сервер/рабочая станция (peer) – компьютер, используемый одновременно в качестве сервера и рабочей станции. Такой компьютер предоставляет в сеть свои ресурсы и использует ресурсы других серверов Сетевая операционная система (Network Operation System) – набор программ и драйверов, обеспечивающих совместное использование ресурсов в сети и управление доступом к ним. Сетевая операционная система (в простейшем случае одна и та же) должна быть установлена на каждом компьютере Ресурс (recourse) – периферийное устройство, файл, каталог и все прочее, что можно коллективно использовать в сети

ФИЗИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЮЩАЯ СРЕДА ЛВС витая пара проводов; коаксиальный кабель; оптоволоконный кабель Физическая среда обеспечивает перенос информации между абонентами вычислительной сети. Физическая передающая среда ЛВС представлена тремя видами кабелей: и радиосвязью.

Витая пара (utp) состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой. Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Дешевизна этого вида передающей среды делает ее достаточно популярной для ЛВС. Основной недостаток витой пары – плохая помехозащищенность и низкая скорость передачи информации – 0,25-1 Мбит/с.

Коаксиальный кабель по сравнению с витой парой обладает более высокой механической прочностью, помехозащищенностью и обеспечивает скорость передачи информации до 10-50 Мбит/с. Для промышленного использования выпускают два типа коаксиальных кабелей: толстый и тонкий. Толстый кабель более прочен и передает сигналы нужной амплитуды на большее расстояние, чем тонкий. В то же время тонкий кабель значительно дешевле.

Оптоволоконный кабель (волоконно-оптический)– идеальная передающая среда. Он не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения. Последнее свойство позволяет использовать его в сетях, требующих повышенной секретности информации. Скорость передачи информации по оптоволоконному кабелю более 50 Мбит/с. По сравнению с предыдущими типами передающей среды он более дорог.

Сечение оптоволоконного кабеля При построении сетей используются многожильные кабели (рис.; существуют и другие разновидности кабеля: например, двух- или четырехжильные, а также плоские). В верхней части рисунка [А] изображено отдельное оптоволокно, а в нижней [Б] сечение восьмижильного оптического кабеля. Свет вводится в оптоволокно (диаметром D<100m) с помощью светоизлучающего диода или полупроводникового лазера. Центральное волокно покрывается слоем (клэдинг, А(1), стрелками условно показан ход лучей света в волокне). Для обеспечения механической прочности извне волокно покрывается полимерным слоем (А(2)). Кабель может содержать много волокон, например 8 (Б(1)). В центре кабеля помещается стальной трос (Б(3)), который используется при прокладке кабеля. С внешней стороны кабель защищается (от крыс!) стальной оплеткой (Б(2)) и герметизируется эластичным полимерным покрытием.

ОСНОВНЫЕ ТОПОЛОГИИ ЛВС кольцевая (кольцо); шинная (шина); звездообразная (звезда). Топология сети – это логическая схема соединения компьютеров каналами связи. Чаще всего в локальных сетях используется одна из трех основных топологии:

Шинная топология При шинной топологии (рис.) среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. На концах коммуникационного пути размещаются терминаторы, служащие для гашения сигнала. Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. При повреждении кабеля в любом мести сети вся сеть становится неработоспособной. Достоинствами шинной топологии является низкая стоимость, простота построения и наращивания сети. Недостатки – низкая скорость работы сети и малая надежность.

Кольцевая топология При кольцевой топологии (рис.) сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу: последняя рабочая станция связана с первой, при этом коммуникационная связь замыкается в кольцо. Основная проблема, которая возникает в сетях кольцевой топологии, заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Сообщения в такой сети циркулируют регулярно по кругу. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять «в дорогу» по кабельной системе одно за другим. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.

Звездообразная топология Этот тип топологии предполагает, что головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями происходит через центральный узел по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Достоинством является также и то, что повреждение одного из кабелей приводит к выводу из строя только того луча «звезды», где находится поврежденный кабель, при этом остальная часть сети остается работоспособной. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. Для построения сети со звездообразной архитектурой в центре сети необходимо разместить концентратор (рис.). Его основная функция – обеспечение связи между компьютерами, входящим в сеть, т.е. все компьютеры, включая файловый сервер, не связываются непосредственно друг с другом, а присоединяются к концентратору.

Информатика/ под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с. : ил. Локальные вычислительные сети - ЛВС [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://rezord.ru Руководство по сетям Ethernet для начинающих [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://citforum.sovtest.ru/pictures/it/ethernet Учебные пособия и документация [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://http://citforum.yspu.yar.ru/nets/semenov/3/ Список использованных источников