Тема 8 Компьютерные сети Лекция 13 Понятие компьютерной

Тема 8. Компьютерные сети. Лекция 13. Понятие компьютерной сети. План лекции: 1. Понятие компьютерной сети (КС). Классификация компьютерных сетей. Компоненты КС. 2. Сетевые топологии. 1

1. Понятие компьютерной сети (КС). Компьютеры 50 -х годов. Режим разделения времени - основная цель организации связи состояла в том, чтобы разделить интеллект ("машинное время") мощного компьютера между пользователями.

Первые микрокомпьютеры Режим обратного разделения времени - для объединенных микрокомпьютеров, организовывалось совместное использование компьютерной периферии (магнитных дисков, магнитной ленты, принтеров). При этом вся обработка информации проводилась на месте, а результаты передавались на централизованные ресурсы. 3

Персональные компьютеры Режим обратного разделения времени, с целью более эффективного использования ресурсов, имеющихся в распоряжении компьютеров. Вывод: рождение компьютерных сетей было вызвано практической потребностью совместного использования данных.

Компьютерная сеть (КС) – это множество компьютеров, соединенных линиями связи и работающих под управлением специального программного обеспечения. Под линией связи обычно понимают совокупность технических устройств, и физической среды, обеспечивающих передачу сигналов от передатчика к приемнику. Компьютеры, входящие в КС могут совместно использовать: • данные; ●базы данных; • прикладные программы; ●принтеры; • факсимильные аппараты; сканеры; • интернет…

Требования, предъявляемые к КС: Простота эксплуатации; Открытость; Развиваемость; Автономность; Интегральность; Защищенность; Непрерывность работы; Помехоустойчивость; Высокая надежность.

Классификация компьютерных сетей. 1. По расстоянию между связываемыми узлами: Локальные – LAN Городские (региональные) - MAN Глобальные – WAN

Линия передачи данных Локальная сеть – это сеть, объединяющая компьютеры на небольшой территории - внутри одного или нескольких зданий. Мах - до 2 км. Дает возможность пользователям быстро обмениваться информацией, и эффективно использовать ресурсы объединенных в сеть компьютеров: внешнюю память, устройство печати, сканер и другие технические устройства, а также программное обеспечение.

Городская (региональная) сеть объединяет компьютеры города, региона. Распространяется на десятки-сотни км. Назначение: для связи локальных сетей города и их соединения с глобальными сетями.

Глобальные сети, объединяющие компьютеры разных стран, континентов для общего использования мировых информационных ресурсов. Компьютеры в WAN рассредоточены на сотни и тысячи км.

2. По типу среды передачи (линия связи): проводные (кабельные) КАБЕЛЬНЫЕ беспроводные. линии связи Толстый коаксиальный Витая пара Тонкий коаксиальный Медные электрические кабели (наиболее распространены) БЕСПРОВОДНЫЕ линии связи Радиосвязь Спутниковая связь Оптоволоконный

Линии связи: кабельные Витая пара Коаксиальный кабель Характеристики кабельных линий Тип связи Витая пара Скорость, Мбит/с 10 Мбит/с – 1 Гбит/с Максимальное расстояние передачи 30 – 100 м Носители информации Переменный электрический ток разных Коаксиальный кабель 10 Мбит/с 10 Оптоволоконны Мбит/с – й кабель 2 Гбит/с 185 – 500 м 2 км частот и форм сигнала Оптоволоконный кабель Что собой представляет провод Пара изолированных скрученных проводов (экранированная или неэкранированная) Изолированная медная жила, экранированная металлической оплеткой Полые гибкие проводники, Световой луч покрытые испускаемый изнутри отражающим лазером веществом

Линии связи: беспроводные то есть сети, в которых для связи используются беспроводные каналы связи: радио, СВЧ, инфракрасные или лазерные каналы. Достоинства: высокая скорость передачи данных мобильность Недостатки: точка доступа имеет ограниченный радиус действия до 300 м; преградой для сигнала могут стать микроволновки, деревья и т. д. ; снижение производительности во время дождя. Bluetooth, Wi-Fi…

3. По скорости передачи информации: низко-; средне-; высокоскоростные.

4. Типы сетей (по характеру распределения функций): Одноранговая/равноправ ная сеть – в которой все компьютеры равноправны (нет единого устройства управления и хранения данных) и могут пользоваться ресурсами друга. Серверная сеть – с выделенным компьютером, выполняющим функции хранения данных общего пользования, организации и управления взаимодействием между компьютерамиклиентами.

Достоинства Недостатки Одноранговые сети Отсутствует централизованная Легкость в установке и настройке схема поиска и управления Не нужен сетевой администратор доступом к данным Выход из строя одного компьютера не влияет на работоспособность всей сети Сетевая безопасность применяется одновременно только к одному ресурсу Пользователи должны помнить Пользователи контролируют все пароль доступа к каждому свои собственные ресурсы ресурсу Не нужно дополнительного программного обеспечения, кроме операционной системы Хорошо подходит для 5 -10 пользователей и отвечает требованию недорогого решения При подключении к разделяемому ресурсу происходит резкое падение производительности

Достоинства Недостатки Серверные сети Централизованное управление безопасностью и доступом к ресурсам Выход из строя сервера влияет на работоспособность всей сети, вплоть до неработоспособности Нужен сетевой администратор Пользователи должны помнить для сопровождения сложного только один пароль для доступа специализированного программного обеспечения Хорошо масштабируется до 100 000 пользователей Высокая производительность сервера Увеличивается стоимость из-за необходимости специализированного оборудования и программного обеспечения

Компоненты КС: Компьютеры. Коммуникационное оборудование: сетевые адаптеры (карты) - специальное устройство (плата), обеспечивающее возможность подключения компьютера к сети; сетевые кабели; промежуточное коммуникационное оборудование (трансиверы, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы). Сетевые операционные системы (Windows NT; …; Microsoft Windows Server 2008; Unix; Linux и т. д). Сетевые приложения (сетевые базы данных, почтовые приложения, системы автоматизации коллективной работы).

2. Сетевые топологии. Топология сети - это способ соединения компьютеров в сеть. точка-точка Если сеть состоит всего из двух компьютеров, то они соединяются "напрямую".

Топология «Шина» В ней используется один кабель, именуемый магистралью, вдоль которого подключены компоненты сети. Компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов. Сигналы передаются всем компьютерам сети, однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя.

Топология «Кольцо» Компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Каждый компьютер выступает в роли усилителя сигналов, передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Топология «Звезда» Все компьютеры с помощью кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. При разрыве кабеля сеть не работает только на одном из «лучей» звезды. На остальные компьютеры это не повлияет

Достоинства и недостатки топологий сети Топология Преимущества Недостатки Шина Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Простота, надежность. Легко расширяется При значительных объемах трафика уменьшается пропускная способность сети. Выход из строя кабеля останавливает работу многих пользователей. Трудно модифицировать сеть. Кольцо Все компьютеры имеют равный доступ. Количество пользователей не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на производительность Выход из строя одного компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно модифицировать сеть. Изменение конфигурации сети требует остановки всей сети. Звезда Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованный контроль и управление. Выход из строя одного компьютера не влияет на работоспособность сети. Выход из строя центрального узла парализует всю сеть

Сравнительная таблица топологий сети: расход кабеля производительнос ть от количества компьютеров поломка компьютера разрыв кабеля усиление сигнала «шина» «звезда» «кольцо» небольшой зависит не зависит не влияет не влияет нет может быть да

Звезда-шина — несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины (к концентратору подключены компьютеры, а сами концентраторы соединены шиной). Выход из строя одного компьютера не сказывается на работе всей сети, а сбой в работе концентратора влечет за собой отсоединение от сети только подключенных к нему компьютеров и концентраторов.

Звезда-кольцо — концентраторы подсоединены к главному концентратору, внутри которого физически реализовано кольцо.

В 1978 г. Международная организация по стандартизации ISO (International Standards Organization) начала разработку модели сетевой системы, называемую OSI (Open Systems Interconnection). В 1984 году организация приняла модель в качестве международного стандарта, зафиксированного в виде ISO 7498. • Является стандартом передачи данных, позволяющим системам различных производителей устанавливать сетевые соединения. • Состоит из семи уровней со специфическим набором сетевых функций, определенных для каждого уровня. • Определяет набор протоколов и интерфейсов для применения на каждом уровне.

Уровень Назначение 1 Физический Ответственен за физические, электрические характеристики линии связи, между узлами (кабели; разъемы; повторители…). 2 Канальный Обеспечивает безошибочную передачу данных от одного устройства к другому через физический уровень. 3 Сетевой Отвечает за обеспечение связи между любыми, даже находящимися в разных концах земного шара, точками в сети. На этом уровне большие блоки данных компьютераотправителя разбиваются на более мелкие пакеты, которые 4 Транспортный доставляются компьютеру-получателю в нужной последовательности, без потерь и дублирования. 5 Сеансовый Позволяет двум сетевым приложениям на разных компьютерах устанавливать, поддерживать и завершать соединение, называемое сетевым сеансом. 6 Представител ьный Определяет форматы передаваемой между компьютерами информации. 7 Прикладной Обеспечивает интерфейс взаимодействия программ, работающих на компьютерах в сети (обмен файлами, передача электронной почты, удаленный доступ и т. д. …)