Оглавление
Введение
Компьютерная сеть
Понятие компьютерной сети
Протоколы передачи данных
Коммуникационное оборудование сети
Виды компьютерных сетей
Локальные вычислительные сети
Региональные и глобальные сети
Топологии локальных вычислительных сетей
Топология типа звезда
Кольцевая топология
Шинная топология
Беспроводные сети
Заключение
Список использованных источников
Введение
Проблема передачи информации с одного компьютера на другой существовала с момента появления компьютеров. Для её решения использовались различные подходы. Наиболее распространённый, в недавнем прошлом, «курьерский» подход заключался в копировании информации на сменный носитель (гибкий магнитный диск, CD и т.п.), перенос к месту назначения и повторное копирование, но уже со сменного носителя на компьютер адресат. В настоящее время подобные способы перемещения информации уступают место сетевым технологиям. Т.е. компьютеры каким-либо образом соединяются друг с другом, и пользователь имеет возможность перенести информацию к месту назначения, не вставая из-за стола.
Актуальность курсовой работы объясняется тем, что применение сетевых информационных технологий особенно важно на сегодняшний день, в связи с нарастанием объемов информации в различных организациях, в том числе в органах власти, деятельность которых сопряжена с необходимостью обработки и анализа большого количества данных.
При грамотном внедрении информационных технологий появляется возможность передавать, хранить и анализировать большие объемы данных, выявлять закономерности и увеличивать эффективность работы.
Глава 1. Компьютерная сеть
Понятие компьютерной сети
Компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров и устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети, без использования промежуточных носителей информации и выполняется в форме локальных, распределенных и корпоративных сетей.
Самая простая сеть (network) состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети (независимо от сложности) основываются именно на этом принципе. Хотя идея соединения компьютеров с помощью кабеля не кажется нам особенно выдающейся, в свое время она явилась значительным достижением в области коммуникаций.
Рождение компьютерных сетей было вызвано практической потребностью – иметь возможность для совместного использования данных. Персональный компьютер – превосходный инструмент для создания документа, подготовки таблиц, графических данных и других видов информации, но при этом Вы не можете быстро поделиться своей информацией с другими. Когда не было сетей, приходилось распечатывать каждый документ, чтобы другие пользователи могли работать с ним, или в лучшем случае – копировать информацию на дискеты. Одновременная обработка документа несколькими пользователями исключалась. Подобная схема работы называется работой в автономной среде.
Вычислительная сеть – сеть, предназначенная для обработки, хранения и передачи данных.
В зависимости от расстояния между абонентскими системами вычислительные сети подразделяются на локальные, региональные и глобальные:
локальные вычислительные сети (ЛВС, Local Area Network – LAN), объединяющие компьютеры в пределах небольшого ограниченного пространства, например, офиса или здания, имеют протяженность до 1 км;
региональные вычислительные сети (РВС, Wide Area Network WAN), состоят из нескольких ЛВС, объединенных по территориальному или ведомственному признаку. К региональным принято относить сети, обслуживающие крупные корпорации (корпоративные сети), объединяющие университеты или ведомственные сети (например, сеть органов внутренних дел). Линии связи принадлежат корпорации или ведомству или арендуются у компании, специализирующейся на связи;
глобальные вычислительные сети (ГВС, Global Area Network – GAN), дающие возможность объединять сети во всем мире.
Вычислительная состоит из:
абонентских и административных систем;
связывающей их коммуникационной сети.
Если сеть включает еще и информационные ресурсы и оказывает, таким образом, информационные услуги, она приобретает свойства информационной сети. На базе одной коммуникационной сети можно создать несколько информационных сетей. Вычислительные сети часто называют информационно-коммуникационными сетями.
Методы взаимодействия в сети
При установлении связи между компьютерами, прежде всего, необходимо наличие физического соединения между ними. Данные в сети могут передаваться с помощью специального кабеля, по телефону или по радио. При передаче информации происходит физическое преобразование сигнала, так как сетевой кабель или телефонный провод имеет характеристики, отличные от характеристик шины компьютера. Необходимо обеспечить правильное преобразование информации. Для этого в компьютере пользуется сетевой адаптер (в случае кабеля) или модем (в случае соединения по телефону или радио).
Отдельные компьютеры вычислительной сети называют узлами сети, а линии передачи данных – каналами связи. Боле точно, узлом сети называется место входа канала связи в компьютер или другое устройство. Поскольку в месте входа всегда находится сетевой адаптер или модем, обычно узел сети отождествляется сетевым адаптером (соответственно, модемом). Если к компьютеру подсоединено несколько сетевых адаптеров, этому компьютеру соответствует несколько узлов сети.
Сообщения, передаваемые по сети, состоят из блоков содержательных данных и служебной информации. В компьютерных сетях циркулирует цифровая информация. Если отвлечься от физических характеристик сигнала, блок информации представляет собой набор нулей и единиц некоторой длины. Прежде чем данные будут физически переданы по каналу связи, они подвергаются многократной обработке несколькими сетевыми модулями. На разных этапах обработки эти данные могут называться по-разному: датаграммы, пакеты, кадры, сообщения.
При получении и расшифровке любого сообщения первой задачей является определение начала и конца посылаемого блока данных. Эта операция называется синхронизацией пакетов. Возможны три способа синхронизации: посылать блоки фиксированной длины, задавать длину блока в его начале; специфицировать конец блока специальным маркером. Все эти три способа используются на практике. Однако в любом случае получатель информации должен знать, какой способ использовал отправитель сообщения. Поэтому необходимо наличие заранее утвержденных соглашений о способах оформления блоков данных, передаваемых по сети. Эти соглашения в общем случае носят название протоколов передачи данных, или коммуникационных протоколов. Разные коммуникационные протоколы описывают разные уровни обслуживания процесса передачи данных и выполняют разные функции. Существуют протоколы, предназначенные для выполнения одних и тех же функций, но делающие это разными способами. Формально коммуникационный протокол включает описание полей служебной информации, которые добавляются к отправляемому пакету для выполнения различных функций обслуживания передачи данных, а также алгоритмы заполнения и использования этих полей. Поэтому часто под протоколом понимают как
собственно соглашения о структуре передаваемого пакета, так и
программы, которые осуществляют обработку информации согласно тому или иному протоколу.
Трафиком сети называется:
сам процесс прохождения сигна лов по линиям связи, а иногда —
общий объем переданной по сети информации.
Под быстродействием сети понимается максимальный объем данных, который может быть передан по каналам связи сети в единицу времени.
Используемые в сетях каналы связи могут иметь самые различные физические характеристики. Кабель, используемый для связи, может быть узко- и широкочастотным: по узкочастотному кабелю может идти только один сигнал, в широкочастотном разные частоты служат для одновременной передачи нескольких сигналов. По оптоволоконному кабелю идет одновременно очень много сигна лов, не мешающих друг другу. Полоса частот связи – это диапазон между самой низкой и самой высокой частотой сигнала, который может быть пропущен через данный канал связи.
Если передача по каналу связи может идти только в одном направлении, то такая связь называется симплексной. Полудуплексный канал связи разрешает передачу в любом направлении, но в каждый момент времени в каком-либо одном. Дуплексная связь – это постоянная передача в двух направлениях.
Метод доступа к каналам связи
Метод доступа компьютеров к каналам связи определяется возможностью управления сеансом передачи блока данных: можно ли его начать, как обеспечить согласование передачи для разных компьютеров, как сообщить другим узлам об окончании передачи и т.д. Детерминированные методы предполагают централизованное управление доступом узлов к сети, например выделение квантов времени узлам для передачи или посылка по сети определенного маркера, сигнализирующего разрешение на передачу. Недетерминированные методы доступа предполагают прослушивание канала: как только канал освобождается, можно начинать передачу.
Для разрешения доступа к каналу используется несколько приемов:
передача разрешена, если компьютер получил специальный маркер – блок сигналов определенного содержания;
сетевой адаптер прослушивает канал и начинает передачу только тогда, когда по сети не идет сигнал;
время делится на периоды, и в течение одного периода передавать данные может только один определенный компьютер.
Методы адресации
Адресация обеспечивает идентификацию узлов сети, которые обмениваются друг с другом информацией во время взаимодействия. Структура каналов связи в сети часто достаточно сложна. Пакет, адресованный некоторому абоненту (т.е. компьютеру), передается по каналам связи от одного узла сети к другому. Пакет прочитывается в любом узле, через который он проследовал, поэтому при передаче сообщения обязательно должен быть указан адрес как ближайшего узла, так и настоящего получателя сообщения. Оба адреса составляются по разным правилам. Адрес соседнего узла удовлетворяет правилам сетевого протокола. При межсетевой передаче данных передаваемый пакет проходит через несколько сетей и конечный адрес должен содержать указатель сети назначения и компьютера в нем. Эти задачи решает транспортный протокол.
Методы передачи данных
Очень важна при работе в сетях проблема обнаружения ошибок. В большинстве случаев она решается за счет передачи избыточной информации и проверки контрольных соотношений при получении информации. В основном это связано с установкой битов четности и вычислением контрольных битов.
Во многих случаях обработка информационных сообщений перед их отправкой включает разбиение сообщения на более мелкие порции. Это разбиение называется коммутацией пакетов. Отдельные пакеты сообщения отправляются независимо друг от друга. При этом возникает естественная проблема образования сообщения из составляющих его пакетов. Для этого отправляемый пакет может снабжаться информацией о его месте в первичном сообщении.
Управление потоком данных служит для распределения и синхронизации информационных потоков. Дело в том, что разные каналы в сети и разные узлы сети могут иметь разные скорости передачи и обработки данных. В этом случае более медленное устройство (например, принтер) должно иметь буфер для хранения порций данных. В результате данные в некоторых узлах могут накапливаться. Необходимо предусмотреть механизм такого накапливания и дальнейшей передачи.
Необходим также механизм защиты сообщений, передаваемых по каналу связи и предназначенных определенному адресату, от прочтения его другим адресатом. Одним из таких механизмов защиты является то, что сообщения по сети передаются не целиком, а маленькими порциями. Тем не менее, программное обеспечение, управляющее распределением и контролем передачи данных в сети, должно иметь надежную защиту при приеме и передаче сообщений. Распределение, контроль и управление ограничениями доступа к информационным ресурсам сети вменяются в обязанность программ контроля доступа к информации. Брандмауэром сети (сетевым экраном) называется оборудование и программное обеспечение, цель которого — предотвращение несанкционированного проникновения в эту сеть. Методы восста новления используются после прерывания процесса передачи данных вследствие сбоя, с тем, чтобы вернуться к определенному положению для повторной передачи информации.
Протоколы передачи данных
|
