Всем здравствуйте! Сегодня мы поговорим о таком понятии, как «компьютерные сети». Об этом мало кто задумывается, полагая, что понятие компьютерных сетей относится больше к каким-то производственным объектам, где несколько компьютеров соединены между собой. На самом деле это и так и не совсем так.
Под компьютерной сетью понимают совокупность всех компьютеров и периферийных устройств, которые соединены через каналы связи и обеспечивают пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети. А таких ресурсов выделяют три типа: аппаратные, программные и информационные.
Таким образом, основной задачей сети является обеспечение простого, удобного и надежного доступа к различным общесетевым ресурсам, а также организации совместного использования этих ресурсов разными пользователями, включая защиту от несанкционированного доступа.
Кроме того, компьютерная сеть обеспечивает передачу данных между пользователями, которая должна быть надежно защищена. Компьютерная сеть состоит из следующих компонентов:
- Сервер – это компьютеры, которые служат источниками различных ресурсов в сети.
- Локальные компьютеры пользователей, они определяются еще и как рабочие станции – это компьютеры, которые подключаются к сети. С их помощью пользователи получают доступ к ресурсам сети.
- Каналы связи – это линии, которые соединяют все компьютеры между собой, и серверы, и рабочие станции.
Кроме того, в состав компьютерных сетей могут входить и такие узлы, как принтеры, сканеры и пр. Находясь в общей сети, они позволяют пользоваться этими устройствами всех пользователей данной сети.
Что же касается каналов связи, то они могут быть кабельными – это и телефонные линии, и оптико-волоконные каналы, и сетевые кабели, или беспроводными – сотовая связь, спутниковая или Wi-Fi.
Сетевое взаимодействие компьютеров осуществляется на основе передачи различных запросов от одних компьютеров данной сети к другим, а так же включенным в эту сеть устройствам и получении в ответ доступа к тем или иным ресурсам сети.
Компьютеры, которые предоставляют доступ к сети, называются серверами, а те, которые получают этот доступ, т.е., пользуются услугами сервера – клиентские или рабочие станции.
Каждый компьютер, объединяясь в компьютерную сеть должен получать и передавать различные данные. Осуществляется это при помощи специальных устройств, которые называются сетевыми адаптерами или сетевыми платами. В обиходе их называют еще сетевой картой.
Эти карты могут быть как уже встроенные в материнскую плату компьютера, так и внешние, которые необходимо приобретать отдельно и ставить в специальный слот на этой самой материнской плате.
В компьютерных сетях используют два варианта серверов. Он может быть выделенным, когда под сервер выделяется специальный компьютер, который и осуществляет связь других машин. А есть сети, где все компьютеры выполняют роль одновременно и серверов и клиентских машин. Таким компьютерам предоставляются равные права в сети. Это, так называемая, одноранговая компьютерная сеть. Все компьютеры сети соединяются между собой при помощи каналов связи, которые и подключаются через сетевые адаптеры.
Самый распространенный на сегодня вид канала связи – это кабельный канал, т.е. соединение при помощи специальных сетевых кабелей. Они бывают коаксиальными, оптико-волоконными и витой парой.
При создании сетей используют два варианта. Самый простой – это объединение двух компьютеров. Здесь необходим только кабель, который связывает их, подсоединив через сетевые адаптеры. В самих компьютерах делаются специальные настройки, что бы они увидели друг друга.
Второй вариант более сложный – соединяет от трех и более компьютеров вместе. Здесь уже простого подсоединения кабеля не получится. Для этой цели используют специальные устройства – сетевой коммутатор («свитч») или же сетевой концентратор («хаб»).
Эти устройства являются своего рода разветвителями данных между компьютерами сети. Выделяют несколько типов компьютерных сетей.
Виды компьютерных сетей
Один из принципов выделения компьютерных сетей является степень территориальной распределенности. Здесь выделяют три типа:
- локальные сети (LAN — Local Area Network);
- региональные (или городские) сети (MAN — Metropolitan Area Network);
- глобальные сети (WAN — Wide Area Network).
В локальных сетях находятся компьютеры, которые размещены на небольшом удалении друг от друга. В частности – это компьютеры, находящиеся или в одном здании, даже в одной комнате, или в нескольких соседних зданиях. В основном, к локальным сетям относятся офисные сети. Эти сети отличает высокоскоростной канал передачи данных, который одинаков для всех компьютеров сети.
В региональные сети объединяются пользователи города, области или страны. Для передачи данных используются чаще всего такие каналы, как телефонные линии, ISDN и пр.
Глобальные сети подразумевают под собой объединение пользователей на разных расстояниях друг от друга, вплоть до разных континентов. Одним из характерных примеров такой сети является сеть интернет. Связь между пользователями может быть здесь самая разнообразная, в том числе и радиосвязь и спутники.
Ниже в таблице показаны различные типы компьютерных сетей и их характеристика.
Встречается еще и очень специфическая сеть – нательная компьютерная сеть (Body Area Network — BAN). Ее особенность заключается в том, что она объединяет компьютерные устройства, которые или надеваются пользователями, или имплантируются в организм.
Это такие, например, как умные часы, мониторы пульса и давления, умные кардиостимуляторы и пр. Пока, такие приборы еще мало распространены (речь не идет о медицинских), но в скором будущем будет за ними. По способу размещения сетей или схеме их размещения, т.е., топологии они представляют собой кольцевые, звезду, шину.
Можно выделить и еще много разных вариантов, по принципу где элементы сети будут находиться, как будет осуществляться связь между ними и многие другие. Вот такие особенности компьютерных и сетей и их функциональности существует. Успехов!
Под Локальной вычислительной сетью (ЛВС, LAN — Lokal Area Network) понимают совместное подключение отдельных компьютеров (рабочих станций) к каналу передачи данных. Понятие ЛВС относится к географически ограниченным реализациям, в которых несколько рабочих станций связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. ЛВС включает в себя кабельную локальную сеть ЛВС или СКС, активное сетевое оборудование и компьютеры различного назначения.
Основные принципы построения ЛВС.
Архитектура взаимодействия компьютеров в локальной вычислительной сети строится на стандарте Open Systems Interconnection (OSI), разработанного Международной организацией по стандартизации (англ. ISO — International Standards Organization). Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная специализированная задача. Соглашения для связи одного уровня с другим называют протоколом. Так вкраце выглядит работа локальной сети или работа ЛВС.
Другим концептуальным положением является комплексность подхода к построению ЛВС — рассмотрение разрабатываемой сети как единого открытого по архитектуре организационно-технического объединения функциональных фрагментов — ЛВС здания, подключенной к корпоративной информационной сети передачи данных.
Обмен информацией в ЛВС осуществляется согласно определенным правилам. Такие правила именуются протоколами. Разные протоколы описывают различные стороны одного и того же типа связи. Взятые вместе, они образуют стек протокола.
Монтаж ЛВС.
При монтаже ЛВС, применяются надежные, современные аппаратные решения Cisco, Allied Telesyn, 3COM, D–LINK.
Создание кабельной инфраструктуры требует несколько недель или месяцев. Подрядчик выполняет монтаж, устраняет скрытые дефекты, выявленные тестированием, передает систему Заказчику. Этап эксплуатации, в течение которого ведется построение и модификация сети, длится годы. Для построения сети Заказчик создает стандартные, коммутируемые и комбинированные каналы. Меняются поколения компьютеров, растет производительность сетевых устройств. Скорости передачи данных возрастатают многократно, что повышает нагрузку сети. Долговечность сети обеспечивается ее избыточностью, надежность зависит от качества материалов и качества монтажа.
Монтажные бригады компании Виктел-Самара имеют высокую квалификацию, большой практический опыт. Знание предмета, контроль скрытых работ на всех этапах позволяют компании обеспечивать качество кабельных систем. О качестве монтажа можно судить по резерву параметров. Практика работы показывает, что часть линий СКС категории 5е проходит тестирование по параметрам категории 6. Мы выполняем прокладку СКС в точном соответствии со стандартами, с учетом всех требований по допустимому заполнению кабель каналов, с учетом допустимых нагрузок лотков, с соблюдением требований электромагнитной совместимости при прокладке кабелей, устанавливаем системы телекоммуникационного заземления во всех СКС независимо от наличия экранированных линий.
Немаловажным моментом является соблюдение требований администрирования СКС, что обеспечивает удобство эксплуатации сети.
У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!
В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.
Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:
Компьютеры уже прочно вошли в современный мир, во все сферы человеческой деятельности и науки, что создало необходимость обеспечения их различным программным обеспечением. Конечно, это связано, прежде всего, с развитием электронной вычислительной техники и ее стремительным совершенствованием и внедрением в различные сферы человеческой деятельности.
Причиной такого интенсивного развития информационных технологий является растущая потребность в быстрой и качественной обработке информации, потоки которой по мере развития общества растут как снежный ком.
Сетевое взаимодействие компьютеров значительно повысило производительность труда. Компьютеры используются как в производстве (или офисе), так и в образовании.
Терминал — периферийное устройство вычислительной системы, предназначенное для ввода и вывода информации.
Недостатки принципа централизованной обработки данных: неэффективное использование компьютера с высокими материальными затратами, затрудненный доступ из-за высокой степени централизации, низкая надежность системы, сложность разработки системы, низкая эффективность в многопользовательском диалоговом режиме.
Принцип распределенной обработки данных. Распределенная обработка данных — обработка информации, осуществляемая на независимых, но подключенных компьютерах. Доступ к удаленным компьютерам с терминалов. Удаленные подключения типа компьютер-компьютер. Сетевые сервисы.
Появление локальных сетей (1970-е гг.). Миникомпьютер. Подключение автономных миникомпьютеров. Нестандартные интерфейсные устройства.
Создание стандартных технологий для локальных сетей. Микрокомпьютеры. Персональные компьютеры. Стандартные сетевые технологии. Непрозрачность доступа к удаленным ресурсам в глобальных сетях.
Современные тенденции.
Конвергенция локальных и глобальных сетей. Высокоскоростные каналы связи. Структурирование локальных сетей. Использование мейнфреймов в локальных сетях. Комбинирование различных видов транспорта. кластеры.
Основной особенностью распределенной обработки является наличие нескольких центров обработки данных.
Распределенные системы включают в себя компьютерные сети, многопроцессорные компьютеры и многомашинные системы.
Мультимашинная система представляет собой группу компактных компьютеров, объединенных специальными интерфейсными устройствами, работающими как единое целое. Каждый отдельный компьютер работает под управлением своей операционной системы. Специальное программное обеспечение обеспечивает прозрачный доступ, организацию расчетов, оперативную реконфигурацию.
Компьютерная сеть — совокупность компьютеров и сетевых устройств, подключенных к единой системе по каналам связи и работающих относительно независимо друг от друга.
Взаимодействие организовано путем передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи.
Основной целью компьютерной сети является совместное использование локальных компьютерных ресурсов всеми пользователями сети.
Чтобы работать в сети, необходимо расширить операционную систему компьютеров, входящих в сеть. На компьютерах с общими ресурсами необходимо добавлять модули, которые всегда находятся в режиме ожидания, когда запросы поступают с других компьютеров в сети. Такие модули называются программными серверами (серверная часть операционной системы). На компьютерах, которым предоставлен доступ к ресурсам с других компьютеров, в операционную систему также добавляются модули, которые генерируют запросы на доступ к удаленным ресурсам и передают их по сети на нужный компьютер. Такие модули называются программными клиентами (клиентская часть операционной системы).
Пара «клиент-серверных» модулей позволяет пользователям совместно использовать доступ к определенному типу ресурсов. В этом случае эта часть операционной системы называется сетевой службой. Примеры: Файловая служба, Служба печати, Служба электронной почты].
Термины «клиент» и «сервер» также используются для компьютеров, подключенных к сети. Сервер — это компьютер, который предоставляет ресурсы другим компьютерам в сети, а клиент — это компьютер, который потребляет эти ресурсы. Иногда один и тот же компьютер может выступать и как сервер, и как клиент.
Сетевые сервисы — пример распределенных программ, т.е. тех, которые состоят из нескольких взаимодействующих частей, обычно выполняющихся на отдельных компьютерах в сети. В сети можно использовать не только системно-распределенные программы, но и прикладные программы, часто называемые сетевыми приложениями. Однако большинство программ, которые запускаются в сети, не являются сетевыми приложениями.
Наиболее важными сетевыми компонентами являются, таким образом, компьютеры, коммуникационные устройства, операционные системы и сетевые приложения.
Сеть передачи информации (сеть) — это более широкий термин, чем компьютерная сеть. Сети передачи информации также включают телекоммуникации, которые могут использоваться для обмена информацией на большие расстояния.
Сеть передачи информации — система, состоящая из нескольких терминалов и коммуникационной среды. Среда связи используется для передачи информации между терминалами и состоит из узлов и каналов связи. Для каждой клеммы подходит как минимум один канал связи.
Канал связи — набор устройств, передающих информацию (кабели, устройства формирования каналов, ретрансляторы и т.д.). Сетевые узлы — промежуточные устройства, в которых сходятся более 2-х каналов. Узлы играют роль диспетчеров в сети: они коммутируют каналы и пакеты, временно хранят информацию до передачи следующего узла и т.д.
В общем, терминалы в сети имеют одинаковое значение, и каждый из них может обратиться к любому другому. Для выбора другого терминала используется его адрес — имя, уникальное в сети. Адресация сетей.
В широковещательных сетях адреса не используются; один терминал является передающим центром (только для передачи), а другие — только приемниками.
Линия связи — серия каналов, соединяющая 2 клеммы друг с другом для передачи информации между ними.
Коммуникационное соединение может быть не постоянным, а только во время конкретной сессии. Не все передачи осуществляются по одной линии связи. Такой вариант возможен, если есть узлы буферизации данных и время доступа к этим узлам разделено терминалами. Пример: Передача голосовых сообщений через автоответчик]. Использование линии связи позволяет обмениваться данными в режиме реального времени.
Если два терминальных устройства используют линию связи, то их наличие необходимо для обмена, но недостаточно. Обычно к обмену должны быть готовы терминалы, что подтверждается специальными сигналами. Когда обе клеммы готовы к началу обмена информацией, соединение устанавливается.
Особый случай подключения: точка-точка (PP) — подключение двух и только двух клемм. Для обмена информацией с третьим терминалом необходимо прервать соединение, т.е. завершить сеанс соединения.
Расчет информации о сигналах сети:
- Локальная сеть (LAN). Компьютерные сети малой протяженности (не более 2 — 2,5 км) с использованием высокоскоростных цифровых линий связи.
- Региональные сети. Большие компьютерные сети в пределах региона, страны.
- Широкополосные сети (WAN). Компьютерные сети, охватывающие группы государств или планету в целом.
Низкоскоростные аналоговые линии (телефонные линии, радиосвязь и т.д.) широко используются в региональных и глобальных сетях, в то время как высокоскоростные цифровые линии (например, волоконно-оптические линии) используются для шоссейных соединений.
Сочетание широкополосных сетей, региональных сетей и локальных сетей позволяет создавать иерархии с несколькими сетями. Они предоставляют мощные, экономически эффективные инструменты для обработки огромных объемов информации и доступа к неограниченным информационным ресурсам. Локальные сети могут быть включены в качестве компонентов региональной сети, а региональные сети могут быть объединены в глобальную сеть.
Процесс передачи информации предполагает наличие источника информации, отправителя, канала связи, получателя и потребителя информации. Перед передачей и после приема информация может быть изменена.
Во время передачи информация делится на логически полные части — сообщения. Сообщение передается по каналу связи с помощью физической переменной процесса, которая однозначно представляет сообщение.
Типы сигналов:
- аналоговый — сигнал, значение которого время от времени является непрерывной функцией (например, звук, переменный ток в телефонных линиях и т.д.).
- цифровой — сигнал, который изменяется дискретно во времени, т.е. получает конечное число значений за определенный период времени (например, текущие импульсы в компьютерных шинах, азбука Морзе).
Преобразование сообщения в сигнал состоит из трех операций, которые могут выполняться как по отдельности, так и вместе:
- Преобразование (обычно в электромагнитную форму);
- Кодирование — организация сигнала с помощью кода. Код — это алфавит и система правил, позволяющая представлять информацию в виде серии символов этого алфавита.
- Модуляция — воздействие на параметр сигнала таким образом, что изменения этого параметра являются встроенной передаваемой информацией.
При передаче по каналу связи сигнал может быть пустым или сильно искаженным. Чтобы избежать этого, сигнал генерируется следующим образом: выбирается несущая, т.е. та, которая мало затухает в канале связи; затем сигнал несущей модулируется в соответствии с передаваемой информацией.
При передаче по аналоговому каналу носителем является волна (гармонические колебания) с определенной амплитудой, частотой и фазой. Модуляция изменяет одно из этих свойств, так что амплитудная, частотная и фазовая модуляции различаются.
При передаче цифровой информации данные передаются либо с помощью потенциального или импульсного кодирования. Канал, работающий таким образом, называется цифровым. В узкополосных каналах данные передаются на одной частоте (т.е. канал пропускает узкую полосу пропускания). При таком методе может передаваться только цифровая информация, а связь осуществляется только на ограниченном расстоянии. Преимуществом является высокая скорость передачи данных и простая настройка сети. Подавляющее большинство локальных сетей используют цифровую передачу данных.
Характеристики сетей передачи информации:
- Пропускная способность канала связи (бит/с) — максимально возможная скорость передачи данных по линии связи.
- Эффективная скорость передачи данных по каналу связи (символ/с). КППС.
- Надежная передача данных (ошибка/символ). БЭР.
- Надежность (среднее время безотказной работы).
Основное назначение локальных компьютерных сетей (LAN) — совместное использование сетевых ресурсов пользователями, т.е. совместное использование периферийных устройств и данных и программ, хранящихся на компьютерах сети. Вторая, не менее важная задача — обмен информацией между пользователями.
В зависимости от того, как организовано управление сетью, локальная сеть делится на два типа.
Пиринговые сети. В этих сетях нет ни одного центра управления взаимодействием с рабочей станцией, ни одного центра обработки данных. Все рабочие станции одинаковы и могут выполнять как клиентские, так и серверные функции.
Преимущества: низкая стоимость, относительно высокая надежность, простота создания.
Минус-пункты: сложность управления сетью и защиты информации, зависимость эффективности сети от количества рабочих станций, слабая масштабируемость, сложность обновления программного обеспечения рабочих станций.
Сети с выделенным сервером (с централизованным управлением).
Один или несколько компьютеров в такой сети предназначены только для серверных функций. В этом случае они не только обслуживают запросы рабочих станций, но прежде всего поддерживают сеть в целом.
Преимущества: высокая производительность сети, высокая информационная безопасность, хорошая масштабируемость, централизованное управление сетью.
Меньше: более высокая стоимость, меньшая надежность и гибкость по сравнению с одноранговыми сетями, зависимость скорости и надежности всей сети от сервера.
В зависимости от того, как организована обработка запросов клиентов, различают два типа архитектуры LCS.
Архитектура файловых серверов.
В этом случае сервер в ответ на запрос пользователя отправляет все необходимые данные на компьютер клиента. Обработка данных (например, поиск по запросу) осуществляется на компьютере клиента, который затем представляет результаты обработки в удобном для пользователя виде.
Программы, которые хранятся на файловом сервере для совместного использования, открываются в виде файлов, передаются по сети, загружаются в память рабочих станций и выполняются в их окружении.
Архитектура клиент-сервер.
Здесь вся обработка данных выполняется на сервере по требованию заказчика, после чего заказчик получает свои результаты (отчет). В этом случае сервер называется сервером приложений.
Топология LCS представляет собой общую геометрическую схему соединения узлов и сетевых терминалов.
Основные топологии LCS.
Кольцо.
Сообщение передается через кольцо и пересылается абонентами. Последовательная обработка снижает скорость.
Общая топология шины Данные передающей станции распределяются по шине в обоих направлениях. Информация поступает ко всем абонентам, но только к получателю. Высокая скорость, простота обновления и простая настройка гарантированы.
Звездная топология.
Каждый периферийный участник имеет отдельную линию связи с центральным узлом. Центральным узлом может быть хаб (hub) или коммутатор (exchange) — специальное устройство для переадресации, коммутации и маршрутизации информационных потоков в сети, а не компьютер.
Гибридные топологии. Иногда полностью согласованная топология делится на отдельные подтипы. Выбор топологии зависит от многих параметров, в зависимости от того, какие варианты возможны. Представленные на рисунке топологии составляют основу современных локальных компьютерных сетей).
Растущая потребность в информационных ресурсах приводит к необходимости консолидации LCS или подключения их к сетям более высокого уровня. (сегменты)
Средство для объединения сетей.
Мост — устройство, соединяющее две сети с помощью одних и тех же методов передачи данных.
Сети могут иметь разную топологию, но должны иметь одинаковые протоколы на наиболее релевантных уровнях (сеть и выше) модели OSI (работающие на одном типе сетевых ОС). Они используются для сокращения трафика до сегментов, которые являются.
Соединены, благодаря анализу, фильтрации, переадресации сообщений.
Маршрутизатор — устройство, которое соединяет несколько сетей разных типов, используя одни и те же протоколы, и выбирает оптимальный путь для пакетов между двумя сегментами сети.
Маршрутизатор работает на сетевом уровне модели OSI и часто используется для взаимодействия между сегментами с одними и теми же протоколами высокого уровня.
Шлюз — устройство для комбинирования LCS совершенно разных типов, работающих с существенно отличающимися протоколами. Шлюзы работают на более высоких уровнях OSI: Сессия и выше. Шлюзы обычно выполняют преобразования между протоколами. С помощью шлюза LCS вы можете подключиться к глобальной сети.
Существует три основных типа передачи сообщений через сеть передачи данных:
- переключение каналов
- коммуникация
- замена пакета
При изменении канала устанавливается соединение между посылающей и принимающей сторонами как физический канал. Это займет некоторое время.
Затем сообщение передается по сформированному каналу.
При переключении сообщений блоки последних передаются последовательно от одного промежуточного узла к другому до тех пор, пока они не достигнут получателя. В этом случае новая передача может начаться только после получения всего блока. Ошибка передачи приводит к новой передаче всего блока.
Метод пакетного переключения ограничивает размер блока, называемого пакетом, в отличие от метода переключения сообщений. Это позволяет маршрутизатору быстро обработать пакет. Каждый пакет доставляется отдельно. В данном случае, наиболее оптимальное использование доступной полосы пропускания. Этот тип передачи данных является стандартом для Интернета.
Сегодня телекоммуникационные сети построены на цифровой основе, что позволяет разрабатывать методы передачи данных, предназначенные в основном для локальных сетей.
Кроме того, была разработана технология ATM (Asynchronous Transfer Mode), которая по сути является методом быстрого переключения ячеек (пакетов определенного типа), но которая использует идеи для настройки виртуальных каналов.
Компьютеры — важная часть современного мира, а компьютерные сети делают нашу жизнь намного проще, ускоряют работу и делают досуг более интересным. Организация компьютерных сетей — один из важнейших и актуальных вопросов в жизни современного человека. Изучение данной темы необходимо не только руководителям компаний, но и всем сотрудникам производственного, банковского и офисного секторов.
За последние пятнадцать-двадцать лет сотни миллионов компьютеров были объединены в сеть по всему миру, и более миллиарда пользователей смогли взаимодействовать друг с другом. Сегодня можно с уверенностью сказать, что компьютерные сети стали неотъемлемой частью нашей жизни, и сфера их применения охватывает буквально все сферы человеческой деятельности.
- Закер К. Компьютерные сети. Модернизация и устранение неисправностей. Санкт-Петербург. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 2003 . — 1008 с.
- Кожанов Ю.Ф. Интерфейсы и протоколы сетей нового поколения: научно-популярное издание SPb, 2004. -218 с.
- Игнатов В.А. Теория передачи информации и сигналов: учебник для вузов. — Второе издание, перевод и дополнительная М.: Радио и связь, 1995. — 280 с.
- Практическая передача данных: Модемы, сети и протоколы: Мир, 2006. — 272 с.
- Д.Л. Уэдью. Защита данных в компьютерных сетях.
Используемые источники:
- https://fast-wolker.ru/chto-takoe-kompyuternye-seti.html
- http://www.leksa.net/2007/lokalno-vychislitelnye-seti/
- https://9219603113.com/referat-na-temu-kompyuternye-seti/