Характеристики та перспективи використання локальних мереж

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Черкаський державний технологічний університет

Кафедра Інформаційної безпеки та комп'ютерної інженерії

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни «Комп'ютерні мережі»

на тему «Характеристики та перспективи використання локальних мереж»

Черкаси 2016

Вступ

Локальна комп'ютерна мережа являє собою об'єднання певного числа комп'ютерів на відносно невеликій території. В порівнянні з глобальною мережею (WAN), локальна мережа зазвичай має більшу швидкість обміну даними, менше географічне покриття та відсутність необхідності використовувати запозиченої телекомунікаційної лінії зв'язку.

Локальна комп'ютерна мережа -- комп'ютерна мережа для обмеженого кола користувачів, що об'єднує комп'ютери в одному приміщенні або в рамках одного підприємства.

1. Визначення мережі

Способів і засобів обміну інформацією за останнім часом запропонована безліч: від найпростішого переносу файлів за допомогою дискети до всесвітньої комп'ютерної мережі Інтернет, здатної об'єднати всі комп'ютери миру. Яке ж місце в цій ієрархії приділяється локальним мережам?

Найчастіше термін "локальні мережі" або "локальні обчислювальні мережі" (LAN, Local Area Network) розуміють буквально, тобто це такі мережі, які мають невеликі, локальні розміри, з'єднують близько розташовані комп'ютери. Однак досить подивитися на характеристики деяких сучасних локальних мереж, щоб зрозуміти, що таке визначення не точне. Наприклад, деякі локальні мережі легко забезпечують зв'язок на відстані декількох десятків кілометрів. Це вже розміри не кімнати, не будинку, не близько розташованих будинків, а, може бути, навіть цілого міста. З іншого боку, по глобальній мережі (WAN, Wide Area Network або GAN, Global Area Network) цілком можуть зв'язуватися комп'ютери, що перебувають на сусідніх столах в одній кімнаті, але її чомусь ніхто не називає локальною мережею. Близько розташовані комп'ютери можуть також зв'язуватися за допомогою кабелю, що з'єднує рознімання зовнішніх інтерфейсів (RS232-C, Centronics) або навіть без кабелю по інфрачервоному каналу (IrDA). Але такий зв'язок теж чомусь не називається локальним.

Невірно й визначення локальної мережі як малої мережі, що поєднує невелику кількість комп'ютерів. Дійсно, як правило, локальна мережа зв'язує від двох до декількох десятків комп'ютерів. Але граничні можливості сучасних локальних мереж набагато вище: максимальне число абонентів може досягати тисяч. Називати таку мережу малою неправильно.

Деякі автори визначають локальну мережу як "систему для безпосереднього з'єднання багатьох комп'ютерів". При цьому мається на увазі, що інформація передається від комп'ютера до комп'ютера без яких-небудь посередників і по єдиному середовищу передачі. Однак говорити про єдине середовище передачі в сучасній локальній мережі не доводиться. Наприклад, у межах однієї мережі можуть використатися як електричні кабелі різних типів (кручена пари, коаксіальний кабель), так й оптоволоконні кабелі. Визначення передачі "без посередників" також не коректно, адже в сучасних локальних мережах використаються репітери, трансівери, концентратори, комутатори, маршрутизатори, мости, які часом роблять досить складну обробку переданої інформації. Не зовсім зрозуміло, чи можна вважати їх посередниками чи ні, чи можна вважати подібну мережу локальною.

Напевно, найбільш точно було б визначити як локальну таку мережу, що дозволяє користувачам не відчувати зв'язки. Ще можна сказати, що локальна мережа повинна забезпечувати прозорий зв'язок. По суті, комп'ютери, зв'язані локальною мережею, поєднуються в один віртуальний комп'ютер, ресурси якого можуть бути доступні всім користувачам, причому цей доступ не менш зручний, чим до ресурсів, що входять безпосередньо в кожен окремий комп'ютер. Під зручністю в цьому випадку розуміється висока реальна швидкість доступу, швидкість обміну інформацією між додатками, практично непомітна для користувача. При такому визначенні стає зрозуміло, що ні повільні глобальні мережі, ні повільний зв'язок через послідовний або паралельний порти не попадають під поняття локальної мережі.

З даного визначення видно, що швидкість передачі по локальній мережі обов'язково повинна рости в міру росту швидкодії найпоширеніших комп'ютерів. Саме це й спостерігається: якщо ще десять років тому цілком прийнятною вважалася швидкість обміну в 10 Мбіт/с, то зараз уже средньошвидкісною вважається мережа, що має пропускну здатність 100 Мбіт/с, активно розробляються, а подекуди використовуються засоби для швидкості 1000 Мбіт/с і навіть більше. Без цього вже не можна, інакше зв'язок стане занадто вузьким місцем, буде надмірно сповільнювати роботу об'єднаного мережею віртуального комп'ютера, знижувати зручність доступу до мережних ресурсів.

Таким чином, головна відмінність локальної мережі від будь-який іншої - висока швидкість передачі інформації з мережі. Але це ще не все, не менш важливі й інші фактори.

Зокрема, принципово необхідний низький рівень помилок передачі, викликаних як внутрішніми, так і зовнішніми факторами. Адже навіть дуже швидко передана інформація, що перекручена помилками, просто не має змісту, її доведеться передавати ще раз. Тому локальні мережі обов'язково використовують прокладення спеціальних високоякісних й добре захищених від перешкод ліній зв'язку.

Особливе значення має й така характеристика мережі, як можливість роботи з великими навантаженнями, тобто з високою інтенсивністю обміну (або, як ще говорять, з великим трафіком). Адже якщо механізм керування обміном, використовуваний у мережі, не занадто ефективний, то комп'ютери можуть подовгу чекати своєї черги на передачу. І навіть якщо ця передача буде проводитися потім на найвищій швидкості й безпомилково, для користувача мережі така затримка доступу до всіх мережних ресурсів неприйнятна. Адже йому не важливо, чому доводиться чекати.

Механізм керування обміном може гарантовано успішно працювати тільки в тому випадку, коли заздалегідь відомо, скільки комп'ютерів (або, як ще говорять, абонентів, вузлів) припустимо підключити до мережі. Інакше завжди можна включити стільки абонентів, що внаслідок перевантаження забуксує будь-який механізм керування. Нарешті, мережею можна назвати тільки таку систему передачі даних, що дозволяє поєднувати до декількох десятків комп'ютерів, але ніяк не два, як у випадку зв'язку через стандартні порти.

Таким чином, сформулювати відмітні ознаки локальної мережі можна в такий спосіб:

Висока швидкість передачі інформації, велика пропускна здатність мережі. Прийнятна швидкість зараз - не менш 10 Мбіт/с.

Низький рівень помилок передачі (або, що теж саме, високоякісні канали зв'язку). Припустима ймовірність помилок передачі даних повинна бути порядку 10-8 -- 10-12.

Ефективний, швидкодіючий механізм керування обміном по мережі.

Заздалегідь чітко обмежена кількість комп'ютерів, що підключаються до мережі.

При такому визначенні зрозуміло, що глобальні мережі відрізняються від локальних насамперед тим, що вони розраховані на необмежене число абонентів. Крім того, вони використовують (або можуть використати) не занадто якісні канали зв'язку й порівняно низьку швидкість передачі. А механізм керування обміном у них не може бути гарантовано швидким. У глобальних мережах набагато важливіша не якість зв'язку, а сам факт її існування.

Нерідко виділяють ще один клас комп'ютерних мереж - міські, регіональні мережі (MAN, Metropolitan Area Network), які звичайно по своїм характеристиках ближче до глобальних мереж, хоча іноді все-таки мають деякі риси локальних мереж, наприклад, високоякісні канали зв'язку й порівняно високі швидкості передачі. У принципі міська мережа може бути локальною з усіма її перевагами.

Правда, зараз уже не можна провести чітку границю між локальними й глобальними мережами. Більшість локальних мереж має вихід у глобальну. Але характер переданої інформації, принципи організації обміну, режими доступу до ресурсів усередині локальної мережі, як правило, сильно відрізняються від тих, що прийнято в глобальній мережі. І хоча всі комп'ютери локальної мережі в цьому випадку включені також й у глобальну мережу, специфіки локальної мережі це не скасовує. Можливість виходу в глобальну мережу залишається всього лише одним з ресурсів, які використовують користувачи локальної мережі.

По локальній мережі може передаватися сама різна цифрова інформація: дані, зображення, телефонні розмови, електронні листи й т.ін. До речі, саме завдання передачі зображень, особливо повнокольорових, пред'являє найвищі вимоги до швидкодії мережі. Найчастіше локальні мережі використаються для поділу (спільного використання) таких ресурсів, як дисковий простір, принтери й вихід у глобальну мережу, але це всього лише незначна частина тих можливостей, які надають локальні мережі. Наприклад, вони дозволяють здійснювати обмін інформацією між комп'ютерами різних типів. Повноцінними абонентами (вузлами) мережі можуть бути не тільки комп'ютери, але й інші пристрої, наприклад, принтери, плотери, сканери. Локальні мережі дають також можливість організувати систему паралельних обчислень на всіх комп'ютерах мережі, що багаторазово прискорює рішення складних математичних завдань. З їхньою допомогою, як уже згадувалося, можна управляти роботою технологічної системи або дослідницької установки з декількох комп'ютерів одночасно.

Однак мережі мають і досить істотні недоліки, про які завжди варто пам'ятати:

Мережа вимагає додаткових, іноді значних матеріальних витрат на покупку мережного устаткування, програмного забезпечення, на прокладку сполучних кабелів і навчання персоналу.

Мережа вимагає прийому на роботу фахівця (адміністратора мережі), що буде займатися контролем роботи мережі, її модернізацією, керуванням доступу до ресурсів, усуненням можливих несправностей, захистом інформації й резервним копіюванням. Для великих мереж може знадобитися ціла бригада адміністраторів.

Мережа обмежує можливості переміщення комп'ютерів, підключених до неї, тому що при цьому може знадобитися перекладка сполучних кабелів.

Мережі являють собою прекрасне середовище для поширення комп'ютерних вірусів, тому питанням захисту від них потрібно приділяти набагато більше уваги, чим у випадку автономного використання комп'ютерів. Адже досить інфікувати один, і всі комп'ютери мережі будуть уражені.

Мережа різко підвищує небезпеку несанкціонованого доступу до інформації з метою її крадіжки або знищення. Інформаційний захист вимагає проведення цілого комплексу технічних.

2. Історія виникнення

Із розвитком нових досягнень в технологіях мереж на початку 80-х років мережі почали поширюватись. Кожна компанія створювала власні стандарти та обладнання, технічні засоби мереж та програмне забезпечення. Ця конкуренція привела до несумісності створених технологій, та виникненню проблем узгодження обладнання. Необхідно було робити повне оновлення обладнання.

Спочатку були створені стандарти LAN. Ці стандарти були відкритим набором директив для створення мережевих технічних засобів та програмного забезпечення. Апаратне забезпечення різних компаній було узгоджено, що давало можливість будувати надійні і стабільні мережі.

локальний комп'ютерний мережа

3. Переваги об'єднання комп'ютерів у локальну мережу

Перевагами об'єднання комп'ютерів у локальну мережу є:

Розподіл даних (Data Sharing). Дані в мережі зберігаються на центральному РС та можуть бути доступні для будь-якого РС, підключеного до мережі, тому не потрібно на кожному робочому місці мати накопичувач для зберігання однієї ітієї ж інформації.

Розподіл ресурсів (Resource Sharing). Периферійні пристрої можуть бути доступні для всіх користувачів мережі (наприклад, факс або лазерний принтер).

Розподіл програм (Software Sharing). Усі користувачі мережі можуть мати доступ до програм, які були один раз централізовано встановлені. При цьому повинна працювати мережна версія відповідних програм.

Електронна пошта (Electronic Mail). Усі користувачі мережі можуть передавати або приймати повідомлення.

4. Завдання, які вирішують локальні мережі

Локальні мережі вирішують такі задачі:

Радіус дії обмежується невеликими географічними відстанями.

Надає множинний доступ до спільного передавального середовища.

Права користувача надаються локальним адміністратором.

Надає постійний доступ до сервісів локальної мережі.

Фізично з'єднує пристрої на невеликій відстані.

Існують такі поширені реалізації локальних мереж:

Ethernet -- локальна мережа з шинною топологією і випадковим методом доступу.

Token Ring -- кільцева мережа з маркерним методом доступу.

FDDI -- технологія побудови комп'ютерних мереж, що використовує для передачі сигналу оптоволоконний кабель.

Висновок

В даний час спостерігається бурхливий кількісний і якісний ріст комп'ютерних мереж. Ця тенденція, яка очевидно збережеться в найближчі десятиліття, добре ілюструється безпрецедентним зростанням мережі Інтернет, що охопила всі країни світу. Локальні комп'ютерні мережі, що є основою автоматизації діяльності підприємств і фірм, розподілені мережі, що охоплюють міста, регіони і континенти, проникли у всі сфери людської діяльності, включаючи економіку, науку, культуру, освіту і промисловість.

Сучасні комп'ютерні мережі забезпечують користувачам широкий набір послуг, включаючи електронну пошту, передачу графічних і голосових повідомлень, роботу з віддаленими базами даних в реальному часі, прямий доступ до служби новин та інші послуги. На базі комп'ютерних мереж реалізується також: дистанційне навчання, телемедицина, телеконференції, телемагазини, тощо.

Швидке зростання числа комп'ютерних мереж, успіхи в розвитку оптоволоконних і бездротових засобів зв'язку, супроводжуються безперервною зміною мережевих технологій, спрямованої на підвищення швидкодії і надійності мереж. І велику роль у функціонуванні таких мереж, є їх тісна взаємодія з операційними системами, для яких і проектуються мережі.

Список використаних джерел

1. Дрововозов В.І. Експлуатація комп'ютерних систем та мереж Навчальний посібник. -- К.: НАУ,2006, 2007 р.

2. Жабін В.І., Жуков І.А., Клименко І.А., Ткаченко В.В. Прикладна теорія цифрових автоматів Навч. посібник. -- К.: Книжкове вид-во НАУ, 2007. -- 364 с., 2007 р.

3. І.А.Жуков, М.А. Виноградов, В.І. Дрововозов, Н.Ф. Халімон. Основи теорії мереж передачі та розподілу даних НАУ, 2006, 2006 р.

4. Бабич М.П., Жуков І. А., Яременко К.П., Журавель С.В. Комп'ютерна схемотехніка. Курсове проектування., р.

Размещено на Allbest.ru