Проводная и беспроводная связь

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

1. Проводные локальные сети…………………………………………...5

1. Виды и топологии локальный сетей…………………………………….5

2. Технологии применяемые для построения проводных ЛС…………....7
3. Устройства для создания локальный сетей…………..9
4. Безопасность проводных локальных сетей……………………………11

2. Беспроводные локальные сети………………………………………12

1. Основные свойства беспроводных локальных сетей…………………12

2. Топология беспроводных компьютерных сетей……………………..
3. Устройства для создания беспроводных сетей……………………….
4. Метод доступа, используемый при беспроводной связи…………….
5. Безопасность беспроводных сетей…………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

Компьютерной сетью называют совокупность узлов (компьютеров, терминалов, периферийных устройств), имеющих возможность информационного взаимодействия друг с другом с помощью  специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения.     

 Размеры сетей варьируются  в широких пределах – от  пары соединенных между  собой  компьютеров, стоящих на соседних столах, до миллионов компьютеров, разбросанных по всему миру (часть из них может находиться на космических объектах).     

 По широте охвата принято  деление сетей на несколько  категорий: локальные вычислительные  сети – ЛВС или LAN (Local-Area  Network), позволяют объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве.     

 Для локальных сетей, как  правило, прокладывается специализированная  кабельная  система, и положение возможных точек подключения абонентов ограничено этой кабельной системой. Иногда в локальных сетях используют беспроводную связь (Wireless), но при этом возможности перемещения  абонентов сильно ограничены. Локальные сети можно объединять в   крупномасштабные образования:

CAN (Campus-Area Network) - кампусная  сеть, объединяющая локальные сети близко расположенных зданий;

MAN (Metropolitan-Area Network) - сеть городского масштаба;

WAN (Wide-Area Network) - широкомасштабная сеть;

GAN (Global-Area Network) - глобальная сеть.     

 Сетью сетей в наше время называют глобальную сеть – Интернет.     

 Для более крупных сетей  устанавливаются специальные проводные  и беспроводные  линии связи или используется инфраструктура  существующих публичных средств связи. В  последнем случае абоненты компьютерной сети могут подключаться к сети в относительно произвольных точках, охваченных сетью телефонии или кабельного телевидения.    

 Оборудование сетей подразделяется на активное – интерфейсные карты компьютеров,  повторители, концентраторы и т.п. и пассивное – кабели, соединительные разъемы, коммутационные панели и т.п. Кроме того имеется вспомогательное оборудование – устройства бесперебойного питания, кондиционирования воздуха и аксессуары – монтажные стойки, шкафы, кабелепроводы различного вида. С точки зрения физики, активное оборудование – это устройства, которым необходима подача энергии для генерации  сигналов, пассивное оборудование подачи энергии не требует.     

 Оборудование компьютерных  сетей подразделяется на конечные  системы (устройства) и промежуточные. К конечным относят компьютеры, терминалы, сетевые принтеры, факс-машины, кассовые аппараты, считыватели штрих-кодов, средства  голосовой и видеосвязи и любые другие периферийные устройства.     

 К промежуточным системам относят концентраторы, маршрутизаторы, модемы и прочие телекоммуникационные устройства, а также соединяющая их кабельная или беспроводная инфраструктура.       

Для активного коммуникационного оборудования применимо понятие производительность, причем в двух различных аспектах. Кроме «валового» количества неструктурированной информации, пропускаемого оборудованием за единицу времени (бит/с), интересуются и скоростью обработки пакетов, кадров или ячеек. Естественно, при этом оговаривается и размер  структур (пакетов, кадров, ячеек), для которого измеряется скорость обработки. В идеале производительность коммуникационного оборудования должна быть столь высокой, чтобы  обеспечивать обработку информации, приходящейся на все интерфейсы (порты) на их полной скорости (wire speed).     

 Для организации обмена информацией  должен быть разработан комплекс  программных и  аппаратных средств, распределенных по разным устройствам сети. Поначалу разработчики и  поставщики сетевых средств пытались идти каждый по своему пути, решая весь комплекс задач  с помощью собственного набора протоколов, программ и аппаратуры. Однако решения различных поставщиков оказывались несовместимыми друг с другом, что оказывало массу неудобств для пользователей, которых по разным причинам не удовлетворял набор возможностей, предоставляемых только одним из поставщиков. По мере развития техники и расширения ассортимента предоставляемых сервисов назрела необходимость декомпозиции сетевых задач –  разбивки их на несколько взаимосвязанных подзадач с определением правил взаимодействия  между  ними.

Разбивка задачи и стандартизация протоколов позволяет принимать участие в ее решении  большому  количеству сторон-разработчиков программных и аппаратных средств, изготовителей  вспомогательного и коммуникационного оборудования, доносящих все эти плоды прогресса до конечного потребителя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I.

1.1.  По типу используемых ЭВМ выделяют однородные и неоднородные сети. В неоднородных сетях содержатся программно несовместимые компьютеры (чаще так и бывает на практике).

 

    По территориальному признаку сети делят на локальные и глобальные.

Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, обычно не более 2–2.5 км.

 

    Локальные компьютерные сети позволят организовать работу отдельных предприятий и учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим техническим и информационным ресурсам.

Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) объединяют абонентов, расположенных друг от друга на значительных расстояниях: в разных районах города, в разных городах, странах, на разных континентах (например, сеть Интернет).

 

    Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Локальная сеть, глобальная сеть.

 

    Основные компоненты коммуникационной сети:

• передатчик;

• приёмник;

• сообщения (цифровые данные определённого формата: файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение);

• средства передачи (физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу информации).

Топология локальных сетей

 

     Очень важным является  вопрос топологии локальной сети.

Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями.

 

     Топология определяет  требования к оборудованию, тип  используемого кабеля, методы управления  обменом, надежность работы, возможность  расширения сети.  

Существует три основных вида топологии сети: шина, звезда и кольцо.

 

    Шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам. Согласно этой топологии создается одноранговая сеть. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная.

 

        Достоинства:

• простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время работы сети);

• сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;

• недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии.

 

        Недостатки:

• сложность сетевого оборудования;

• сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из-за того, что все адаптеры включены параллельно;

• обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;

• ограничение на максимальную длину линий связи из-за того, что сигналы при передаче ослабляются и никак не восстанавливаются.

 

    Звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи. Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится очень большая нагрузка, поэтому он предназначен только для обслуживания сети.  
Достоинства:

• выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании оставшейся части сети;

• простота используемого сетевого оборудования;

• все точки подключения собраны в одном месте, что позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети путем отключения от центра тех или иных периферийных устройств;

• не происходит затухания сигналов.

 

        Недостатки:

• выход из строя центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной;

• жесткое ограничение количества периферийных компьютеров;

• значительный расход кабеля.

 

    Кольцо (ring), при котором каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута. Особенностью кольца является то, что каждый компьютер восстанавливает приходящий к нему сигнал, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами.  
Достоинства:

• легко подключить новые узлы, хотя для этого нужно приостановить работу сети;

• большое количество узлов, которое можно подключить к сети (более 1000);

• высокая устойчивость к перегрузкам.

 

        Недостатки:

• выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу сети;

• обрыв кабеля хотя бы в одном месте нарушает работу сети.

 

    В отдельных случаях при конструировании сети используют комбинированную топологию. Например, дерево (tree) - комбинация нескольких звезд.

 

    Каждый компьютер, который функционирует в локальной сети, должен иметь сетевой адаптер(сетевую карту). Функцией сетевого адаптера является передача и прием сигналов, распространяемых по кабелям связи. Кроме того, компьютер должен быть оснащен сетевой операционной системой.

 

    При конструировании сетей используют следующие виды кабелей:

неэкранированная витая пара. Максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные этим кабелем, достигает 90 м. Скорость передачи информации - от 10 до 155 Мбит/с; экранированная витая пара.Скорость передачи информации - 16 Мбит/с на расстояние до 300 м.

коаксиальный кабель. Отличается более высокой механической прочностью, помехозащищённостью и позволяет передавать информацию на расстояние до 2000 м со скоростью 2-44 Мбит/с;

волоконно-оптический кабель. Идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, позволяет передавать информацию на расстояние до 10 000 м со скоростью до 10 Гбит/с.

1.2. Существует большое количество технологий: Ethernet, FDDI, Token Ring, ARCNet, ATM, UltraNet и другие. Мы начнем рассмотрение с самой широко распространенной технологии — Ethernet. 
Технология Ethernet была разработана в 1973 году исследовательским центром в Пало-Альто. Изначально сеть обеспечивала скорость передачи данных около 3 Мбит/с. В 1980 году на ее основе появилась спецификация IEEE 802.3, в которой скорость была уже немалой (для того времени) — 10 Мбит/с. В 1983 г. IEEE утвердило стандарт 10Base5, использующий в качестве среды передачи данных коаксиальный кабель, a в 1990 г. — стандарт 10Base-T, использующий витую пару.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — спецификация для сетевой архитектуры высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям.

• Скорость передачи — 100 Мбит/с.

• Топология — кольцо или гибридная (на основе звездообразных топологий).