Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Мая 2012 в 19:47, контрольная работа
Компьютерные сети различаются в зависимости от масштаба и бывают локальными, корпоративными, региональными и глобальными.
Локальная сеть представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Такие ПК называются рабочими станциям. Компьютер, предоставляющий свои ресурсы, называется сервером, а компьютер, пользующийся доступом к совместным ресурсам — клиентом. Все рабочие станции сети могут использовать совместно имеющиеся ресурсы с помощью сетевых карт. Сетевая карта применяется для связи одного ПК с другими, находящимися в сети. Локальные сети бывают одноранговыми (каждый ПК равноправен) и с выделенным сервером.
Глава 1. Локальные компьютерные сети…………………………………………..3
§1. Основы построения локальных компьютерных сетей …………………….....4
1.1 Структура локальной компьютерной сети…………………..…………….…..4
1.2 Технические средства локальной компьютерной сети…………………….....5
1.3 Технологии взаимодействия сетевых систем………………………………....8
Глава 2. Составление алгоритмов и блок-схем…………………………………..15
Контрольная работа
По предмету: Информатика
Тема: «Локальные компьютерные сети»
Ишим 2008
Содержание
Глава 1. Локальные компьютерные сети…………………………………………..3
§1. Основы построения локальных компьютерных сетей …………………….....4
1.1 Структура локальной компьютерной сети…………………..…………….…..4
1.2 Технические средства локальной компьютерной сети…………………….....5
1.3 Технологии взаимодействия сетевых систем………………………………....8
Глава 2. Составление алгоритмов и блок-схем…………………………………..15
Глава 1. Локальные компьютерные сети.
Компьютерные сети различаются в зависимости от масштаба и бывают локальными, корпоративными, региональными и глобальными.
Локальная сеть представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Такие ПК называются рабочими станциям. Компьютер, предоставляющий свои ресурсы, называется сервером, а компьютер, пользующийся доступом к совместным ресурсам — клиентом. Все рабочие станции сети могут использовать совместно имеющиеся ресурсы с помощью сетевых карт. Сетевая карта применяется для связи одного ПК с другими, находящимися в сети. Локальные сети бывают одноранговыми (каждый ПК равноправен) и с выделенным сервером. Сервер может использоваться как файл-сервер (на нём хранится большинство программ, а обработка происходит на ПК) и как клиент-сервер (ПК получает результаты запроса). Локальные вычислительные сети (ЛВС) обслуживают учреждения, фирмы, здания, так как могут объединять от двух абонентов до нескольких сотен.
§1. Основы построения локальных компьютерных сетей
1.1 Структура локальной компьютерной сети
Локальная компьютерная сеть строится на функционировании трех компонентов: сетевых сервисов (ресурсов, которыми можно пользоваться совместно), среды передачи (канала передачи, метода передачи), протоколов (правил передачи данных). Из трех перечисленных компонентов здесь имеет смысл вести речь о среде передачи и о протоколах, так как сетевые сервисы подробно рассматриваются в других главах.
Существует проводная (кабельная) и беспроводная среда передачи. Проводные системы представляют собой: неэкранированную витую пару (unshielded twisted pair — UTP), экранированную витую пару (shielded twisted pair — STP), коаксиальный кабель (coaxial cable) или волоконно-оптический кабель (fiber optic cable).
1.2 Технические средства локальной компьютерной сети
Все технические средства локальной сети классифицируют на две основные группы. К первой относится непосредственно сетевое оборудование (устройства для подключения оборудования внутри сегмента сети и сетевое оборудование для соединения между собой отдельных сегментов), а ко второй так называемое оборудование сетевой ассоциации (соединяющее несколько независимых частей сети для обеспечения совместного использования удаленных ресурсов).
Таблица 1
Технические средства локальной компьютерной сети*
Название устройства | Назначение |
Сетевое оборудование | |
Сетевые интерфейсные карты, модемы | Это устройство (в общем случае – несколько устройств, одно или часть устройства), которое содержит все необходимые для соединения компьютера со средой передачи. Оно содержит приемопередатчик, то есть узел, способный передавать и принимать сигналы из среды передачи, а также преобразователь электрических сигналов, применяемых в компьютере в сигналы, применяемые в среде передачи, и обратно. |
Коннектор | Каждый тип среды имеет свой тип коннектора, к которому можно подключать устройства. Для коаксиального кабеля это байонетные разьёмы BNC, T&I коннекторы, терминаторы. Для UTP (неэкранированной витой пары) – это разъёмы типа RJ-45. Соответствующие типы коннекторов предусмотрены и для других сред передачи. |
Повторители | Как известно, электромагнитное излучение затухает с расстоянием. Это накладывает определённые ограничения на предельное расстояние между двумя устройствами в сети. Однако, если поставить устройство, которое примет сигнал, усилит его и передаст дальше, это ограничение можно обойти. Повторители первого типа усиливают все сигналы и помехи и передают дальше, это недорогие устройства. Повторители второго типа выделяют сигналы и генерируют их точные копии, это дороже. |
Хабы | Некоторые сети используют централизованное соединение сегментов среды. Это характерно, например, для такой среды, как витая пара или инфракрасное соединение. Центральные точки называются хабами (многопортовыми повторителями, концентраторами). Назначение хаба – передавать сигналы из одного сегмента в другой. Различают три типа хаба: · Пассивный, который просто соединяет сегменты, ничего не привнося. С его помощью можно соединять только сегменты среды одного типа. Очевидно, если существует ограничение на предельную длину сегмента, то измерять её нужно между устройствами, а не между устройством и пассивным хабом, то есть надо четко понимать, что такой хаб не содержит в себе элементов повторителя. Он самый дешевый и абсолютно не вносит задержек. · Активный, который усиливает или регенерирует сигналы. Он, как и повторитель, позволяет увеличить расстояние между соединяемыми устройствами. Этот тип хабов дороже и вносит свои задержки. Интеллектуальный хаб, который, кроме функций активного хаба, может еще коммутировать сигналы так, чтобы они попадали только в те сегменты, для которых предназначены. Очевидно, что и цена, и задержки будут еще выше. |
Мосты | Мост соединяет сегменты сети (в том числе и с разной средой передачи). Основное назначение моста – фильтрация сигналов с тем, чтобы сигналы, предназначенные только для устройств из одного сегмента, не попадали в другой. Например, мостом можно разделить сегмент с очень большим потоком информации на два сегмента таким образом, чтобы замкнуть трафик каждого сегмента внутри себя. Удачное разбиение может вдвое уменьшить трафик, неудачное ухудшить положение. |
Мультиплексоры | Некоторые типы среды передачи способны передать существенно больше, чем необходимо для передачи одного сигнала. Например, уплотнение голосовых телефонных каналов. Мультиплексор позволяет передавать несколько сигналов в одной среде передачи. |
Оборудование сетевой ассоциации | |
Маршрутизатор и мостмаршрутизатор | Маршрутизаторы соединяют несколько отдельных локальных сетей. Назначение маршрутизатора для соединения отдельных сетей аналогично назначению моста для соединения отдельных сегментов. То есть, маршрутизатор должен изолировать внутри локальной сети трафик (информацию), предназначенную только для внутреннего использования и, наоборот, перенаправить из одной сети в другую межсетевой трафик. |
Устройства сопряжения каналов | Устройства, обеспечивающие использование общедоступных сетей (например ведомственных сетей), которые могут использовать различные стандарты на уровни и типы сигналов. |
1.3 Технологии взаимодействия сетевых систем
В 1977 г. была разработана актуальная классификационная система, называемая Эталонная модель взаимодействия открытых систем (Ореn system Intегсоnnесtiоn — OSI). Модель создала международная организация по стандартизации (ISO). Модель состоит из следующих уровней: прикладного, уровня представления данных, сеансового уровня, транспортного, сетевого, канального и физического уровней. Важным фактором является взаимодействие между ними.
Существует определенная терминология, определяющая объект, на который ведется воздействие: па физическом уровне (биты), на канальном уровне (фреймы), на транспортном уровне (дейтаграммы и сегменты), на прикладном уровне (сообщения). Рассмотрим некоторые важнейшие характеристики взаимодействия уровней модели взаимодействия открытых систем.
Топология сети описывает схему физического соединения компьютеров. На сегодня различают три классических типа сетевой топологии: «шина» (Bus), «кольцо» (Ring), «звезда» (Star). Наряду с базовыми топологиями, существуют комбинированные.
При топологии шина все компьютеры подключаются к одному кабелю, на концах которого должны быть расположены, так называемые, терминаторы. По такой топологии на коаксиальном кабеле строятся, например, 10 Мегабитные сети 10Ваsе-2 и 10Ваse-5. Если отключение любого из компьютеров на работу сети никакого влияния не оказывает, то неисправность канала связи выводит из строя всю сеть.
Топология «звезда», по которой проектируются 100 и 1000- Мегабитные сети, подразумевает подключение всех периферийных устройств через центральный узел.
При активной топологии кольцо компьютеры сети связаны между собой по замкнутому кругу. Здесь используется витая пара или оптоволокно. Если происходит выход из строя одного компьютера, выйдет из строя вся сеть. Время, за которое происходит передача сообщений, увеличивается пропорционально возрастанию числа узлов в сети.
Если физический уровень модели OSI определяет то, как представляются биты (а не байты) в среде передачи, то на канальном уровне осуществляются другие задачи. К их числу относятся: организация битов физического уровня в логические группы информации (фреймы), обнаружение ошибок, управление потоком данных и идентификация компьютеров сети.
Сетевой уровень, в свою очередь, описывает методы передачи информации между многими разнородными сетями, обеспечивает маршруты следования данных. Для сетевого уровня необходимы два адреса - логический сетевой и адрес сервиса. Логический сетевой адрес (logical network address) идентифицирует сети в сетевой ассоциации. Адрес сервиса (service address) использует адрес еще и физического устройства внутри логической сети. Сетевой уровень также использует коммутацию каналов (установленное соединение физически не меняется до окончания диалога), коммутапию сообщений (соединение не устанавливается на весь диалог), коммутацию пакетов (соединение разбивается на небольшие пакеты и они передаются независимо друг от друга различными маршрутами).
Транспортный уровень модели OSI использует два метода работы: метод инициации запросчиком сервиса (каждое запрашивающее устройство отправляет специальный широковещательный пакет с именем потребителя и требуемым сервисом, а поставщик сервиса, получив такой пакет, выдает ответ с именем или адресом соответствующего объекта) и метод и инициализации поставщиком сервиса (поставщик рассылает широковещательные объявления о его доступности).
Задача сеансового уровня — администрирование (установление, поддержка соединения, его завершение), а также управление диалогом (методом симплекса, полного дуплекса и полудуплекса). Метод симплекса (односторонняя передача данных) самый дешевый, метод полудуплекса (обмен данными по очереди) дороже, а самым дорогим считается полный дуплекс (двунаправленная передача данных).
На уровне представления данных происходит согласование данных -преобразование и шифрование. Преобразование данных реализует методы упорядочения порядка битов, байтов, кода символов и синтаксиса имен файлов. Шифрование производится как с открытым, так и с закрытым ключом. При этом могут взаимодействовать компьютеры самым разным программным обеспечением. Прикладной уровень OSI решает задачи файлового сервиса, сервиса печати, сообщений, приложений, баз данных.
Наиболее распространенными решениями для локальных сетей являются архитектуры Ethernet и Token Ring, нередко еще используется АRCnet, для Масintоsh характерно использование Аррlе Таlk и Еthег Таlk. Для широкомасштабных сетей высокоэффективным, но пока весьма дорогостоящим решением является применение FDDI, ATM, ISDN, BISDN. Для удаленных коммуникаций применяются протоколы РРР, SLIP, обеспечивающие связь по телефонным каналам через модемы, а также сети с протоколом Х.25.
При использовании современных технологий связи можно столкнуться с проблемой, так называемой, «последней мили». Эта проблема заключается в наличии свободной линии между пользователем и оператором. Если все существующие линии используются и не могут быть задействованы под выделенные цифровые каналы, можно, во-первых, проложить оптоволокно по воздуху, во-вторых, воспользоваться радиоканалом или, в третьих, применить надтональный модем, позволяющий передавать цифровые данные одновременно с речью.
Одной из самых передовых технологий передачи данных по сетям является НIРРI-6400 — это стандарт АNSI (Аmеriсаn National Standards Institute) для сетей с гигабайтными скоростями передачи данных. НIРРI-6400 предназначен для высокопроизводительных компьютеров и устройств хранения информации, а также систем, требующих очень высокой пропускной способности каналов связи и предельно малого времени задержки сигнала. Технология HIРРI (Нigh Performance Parallel Interface) по производительности в шесть раз превосходит Gigabit Ethernet и Fibre Channel, а это коренным образом меняет саму концепцию ЛВС. Технология позволит объединить различные компьютеры, серверы и устройства хранения информации в единый кластер, способный выполнять функции суперкомпьютера с массово-параллельной архитектурой. HIРРI-6400 сможет сгладить различия между ЛВС, устройствами ввода-вывода и хранения информации, даже скоростями передачи данных между шинами и задними панелями внутри компьютеров. В начале 1999 г. порты HIРРI-6400 стали стандартными для многих систем компании Hewlett-Расkard и корпорации Compaq. Все эти продукты позволяют создать архитектуру, которая резко повышает пропускную способность Интернет. Создателям магистральных каналов для больших корпоративных ЛВС новый стандарт предоставляет неблокируемые коммутаторы, производительность которых эквивалентна 25 Гб/с. В 1997 г. фирма Silicon Graphics создала микросхему управления доступом к среде SuperНIРРI (SUMAC - SuperНIРРI Меdiа Ассеss Соntrol).
Стандарт обеспечивает дуплексную передачу информации со скоростью 6,4 Гбит/с на расстояние до 50 м по медному кабелю и до 1 км—по волоконно—оптической линии. В 1999 г. пропускная способность удвоилась до 12,8 Гбит/с. В 2000 г., как ожидается, скорость передачи данных достигнет 25,6 Гбит/с, что в 25 раз превосходит возможности Gigabit Ethernet. Протокол SCI (Scalable Coherent Interconnect) обеспечивает скорость передачи до 4 Гбит/с.
Рассмотрим наиболее распространенные современные технологии, обеспечивающие доставку информации: каналы ISDN, IP-пакеты, ячейки АТМ и контейнеры SDH. Какими путями будут развиваться интегрированные мультисервисные системы?
Коммутация каналов представляет сегодня систему сигнализации межстанционной связи по альтернативным путям через электронные коммутаторы. Для каждого соединения временно проводится закрепление части оборудования АТС, а также ресурсов цифрового потока. Необходимость четкого определения маршрута передачи информации приводит к созданию «виртуального соединения». При этом данные формируются в «конверт» (ячейку), который содержит адрес получателя.