Принципы устройства компьютерных сетей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального Государственного Бюджетного Образовательного учреждения высшего профессионального образования

Южно-Уральский государственный университет

Национально исследовательский университет

Кафедра "Технология производства машин"

Реферат по теме

«Принципы устройства компьютерных сетей»

Миасс

2015



Введение

Компьютерная сеть -- совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети. Для передачи данных могут быть использованы различные физические явления, как правило -- различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

Главной целью объединения компьютеров в сеть является предоставление пользователям возможности доступа к различным информационным ресурсам (например, документам, программам, базам данных и т.д.), распределенным по этим компьютерам и их совместного использования.

В настоящее время на предприятиях и в учреждениях нашли широкое применение локальные компьютерные сети (ЛКС), основное назначение которых обеспечить доступ к общесетевым (информационным, программным и аппаратным) ресурсам. Кроме того, ЛКС позволяют сотрудникам предприятий оперативно обмениваться друг с другом информацией.



1. Обзор компьютерных сетей

1.1 Локальные компьютерные сети (ЛКС)

Локальные сети - это сети, состоящие из близко расположенных компьютеров, чаще всего находящихся в одной комнате, в одном здании или в близко расположенных зданиях.

Важнейшей характеристикой локальных сетей является скорость передачи данных, поэтому компьютеры соединяются с помощью высокоскоростных адаптеров со скоростью передачи данных не менее 10 Мбит/с.

В ЛКС наличие качественных линий связи позволило упростить процедуры передачи данных (применяются немодулированные информационные сигналы, отсутствуют обязательные подтверждения получения пакета) и соответствующее оборудование.

Для ЛКС обычным является режим on-line, поэтому время доставки пакета (кадра) адресату составляет несколько миллисекунд.

Поскольку ЛКС по определению отличаются небольшой протяженностью линий связи, в таких сетях стало возможным применение высококачественных линий (коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля), не всегда доступным в ГКС из-за экономических ограничений.

1.2 Городские сети

коммутация сеть шина кольцо

Городская компьютерная сеть -- объединяет компьютеры в пределах города, представляет собой сеть по размерам меньшую чем глобальная компьютерная сеть, но большую, чем локальная.

Городская компьютерная сеть часто действует как высокоскоростная сеть, чтобы позволить совместно использовать региональные ресурсы (подобно большой ЛКС). Это также часто используется, чтобы обеспечить общедоступное подключение к другим сетям.

1.3 Глобальные сети

Глобальная компьютерная сеть, ГКС-- компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом у них в принципе не может быть гарантировано скорым.

В ГКС, где скорость передачи данных сравнительно низкая время доставки пакета адресату исчисляется несколькими секундами, реализация служб для режима on-line затруднена, зато широко используется режим off-line.

1.4 Сети отделов

Сети отделов - это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Эти сотрудники решают некоторые общие задачи, например ведут бухгалтерский учет или занимаются маркетингом. Считается, что отдел может насчитывать до 100-150 сотрудников.



1.5 Корпоративные сети

Корпоративная сеть -- коммуникационная система, принадлежащая и управляемая единой организацией в соответствии с правилами этой организации. Корпоративная сеть отличается от сети, например, интернет провайдера тем, что правила распределения IP адресов, работы с интернет ресурсами и т. д. едины для всей корпоративной сети, в то время как провайдер контролирует только магистральный сегмент сети, позволяя своим клиентам самостоятельно управлять их сегментами сети, которые могут являться как частью адресного пространства провайдера, так и быть скрытым механизмом сетевой трансляции адресов за одним или несколькими адресами провайдера.

1.6 Проводные сети

Проводные сети - система высокой конфиденциальности, которая требует профессионального обслуживания. Пока один из недостатков проводных сетей является необходимость монтажных работ. Это ведет за собой "привязанность" к рабочему месту и отсутствие мобильности.

1.7 Беспроводные

Беспроводные компьютерные сети -- это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.



1.8 Одноранговые сети

Одноранговая сеть -- это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. Часто в такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и выполняет функции сервера. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.

Достоинства:

легкость в установке и настройке;

независимость отдельных машин от выделенного сервера;

возможность пользователем контролировать свои собственные ресурсы;

сравнительная дешевизна в приобретении и эксплуатации;

отсутствие необходимости в дополнительном программном обеспечении, кроме операционной системы.

Недостатки:

необходимость помнить столько паролей, сколько имеется разделенных ресурсов;

необходимость производить резервное копирование отдельно на каждом компьютере, чтобы защитить все совместные данные;

падение производительности при доступе к разделенному ресурсу, на компьютере, где этот ресурс расположен.



2. Топология КС

Топология сети - геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению друг к другу.

Базовые виды топологий:

2.1 Топология шина

Рисунок 1 - Схема топологии «Шина»

При построении сети по шинной схеме каждый компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах которого устанавливаются терминаторы.

Сигнал проходит по сети через все компьютеры, отражаясь от конечных терминаторов.

Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше. Если одна из подключённых машин не работает, это не сказывается на работе сети в целом, однако если соединения любой из подключенных машин м нарушается из-за повреждения контакта в разъёме или обрыва кабеля, неисправности терминатора, то весь сегмент сети (участок кабеля между двумя терминаторами) теряет целостность, что приводит к нарушению функционирования всей сети.

Достоинства:

1) Отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети.

2) Простота и гибкость соединений.

3) Недорогой кабель и разъемы.

4) Необходимо небольшое количество кабеля.

5) Прокладка кабеля не вызывает особых сложностей.

Недостатки:

1) Разрыв кабеля, или другие неполадки в соединении может исключить нормальную работу всей сети.

2) Ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций.

3) Трудно обнаружить дефекты соединений.

4) Невысокая производительность.

5) При большом объеме передаваемых данных главный кабель может не справляться с потоком информации, что приводит к задержкам.

2.2 Топология звезда

Рисунок 2 - Схема топологии «Звезда»

Топология «Звезда» - схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором.

Достоинства:

1) Подключение новых рабочих станций не вызывает особых затруднений.

2) Возможность мониторинга сети и централизованного управления сетью

3) При использовании централизованного управления сетью локализация дефектов соединений максимально упрощается.

4) Хорошая расширяемость и модернизация.

Недостатки:

1) Отказ концентратора приводит к отключению от сети всех рабочих станций, подключенных к ней.

2) Достаточно высокая стоимость реализации, т.к. требуется большое количество кабеля.

2.3 Топология кольцо

Рисунок 3 - Схема топологии «Кольцо»

Эта топология представляет собой последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети.

Достоинства:

1) Простота установки;

2) Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

3) Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки:

1) Выход из строя одной рабочей станции и другие неполадки отражаются на работоспособности всей сети;

2) Сложность конфигурирования и настройки;

3) Сложность поиска неисправностей;

2.4 Смешанная топология

Рисунок 4 - Схема смешанной топологии

Смешанная топология -- топология, преобладающая в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие базовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.



Вывод

Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

Основное назначение компьютерных сетей - совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной связи как внутри одной фирмы, так

и за ее пределами.

Рождение компьютерных сетей было вызвано практической потребностью - иметь возможность для совместного использования данных. Персональный компьютер - прекрасный инструмент для создания документа, подготовки таблиц, графических данных и других видов информации, но при этом нет возможности быстро поделиться своей информацией с другими.

Локальная компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи, обеспечивающая пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров. С другой стороны, проще говоря, компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Глобальная вычислительная сеть (ГВС или WAN - WorldAreaNetWork) - сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.

Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир.

Фактически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи.

Размещено на Allbest.ru