Компьютерные сети

Задачи, которые решаются с помощью персонального компьютера, работающего в составе локальной вычислительной сети. Рабочие станции. Правила эксплуатации производственных зданий. Скорость передачи данных. Типы адаптеров. Сетевые операционные системы.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид лекция
Язык русский
Дата добавления 08.09.2013
Размер файла 18,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Компьютерные сети

Время от времени в человеческом обществе рождаются новые технологии, которым суждено изменить саму природу обработки данных.

В качестве примера можно привести:

а) хранение программ в памяти машины - 50-е годы;

б) применение магнитных лент - середина 50-х годов;

в) использование терминалов - 70-е годы.

Сегодня на сцену выходит новая, чрезвычайно важная, технология - распределенная обработка данных, при которой вычислительные машины, территориально рассредоточенные, взаимодействуют через сеть.

Основная причина объединения компьютеров в вычислительную сеть - увеличение производительности труда людей, работающих на них.

Одним из самых первых применений компьютерных сетей было совместное использование таких дорогостоящих устройств, как накопители на жестких дисках и принтеры. В начале 80-х очень распространенный компьютер - Apple II, и НЖМД к нему были настолько дороги, что это не позволяло школам приобретать их для обучения школьников. А компьютеры без НЖМД малоэффективен. Поэтому одна из компаний приступила к производству компьютерной сети для системы школьного образования. Благодаря этому школы могли покупать один НЖМД достаточно большой емкости, нужное число Apple II без дисководов и соединять их посредством локальной вычислительной сети. Таким образом, каждый пользователь получал возможность доступа к дисководам.

В настоящее время вычислительные сети подразделяют на локальные и глобальные.

В литературе используется аббревиатура ЛВС - локальная вычислительная сеть. ЛВС - это вычислительная сеть, которая позволяет соединить между собой группу ПК для совместного использования информации внутри здания или в пределах небольшой территории.

Изучение ЛВС начнем с тех задач, которые решаются обычно в сети. Затем рассмотрим основы того, из чего состоит ЛВС. Вы познакомитесь с рабочими станциями, файловыми серверами, сетевыми кабелями и сетевыми адаптерами. Потом придет очередь программных средств, т.е. сетевых операционных систем.

Возможности ЛВС

ЛВС представляет пользователям практически те же возможности, что и большая ЭВМ, но при этом за гораздо меньшую стоимость. Люди могут разделять ресурсы компьютера и информацию; находясь далеко друг от друга, они могут совместно работать над задачами, которые требуют тесной координации. К тому же, если компьютерная сеть выйдет из строя, можно продолжить работу на ПК.

Ниже перечислены семь задач, которые решаются с помощью ПК, работающего в составе ЛВС, и которые достаточно трудно решить с помощью отдельного ПК.

Разделение файлов. ЛВС позволяет многим пользователям одновременно работать с одним файлом, хранящемся на центральном файл-сервере.

Передача файлов. ЛВС позволяет быстро копировать файлы любого размера.

Доступ к информации и файлам. ЛВС позволяет запускать прикладные программы с любой из рабочих станций, где бы она ни была расположена.

Разделение прикладных программ. ЛВС позволяет двум пользователям использовать одну и ту же копию программы. Например, текстовый редактор.

Одновременный ввод данных в прикладные программы. Сетевые прикладные программы позволяют нескольким пользователям одновременно вводить данные, необходимые для работы этих программ. Например, вести записи в бухгалтерской книге так, что они не будут мешать друг другу (специальные версии прикладных программ).

Разделение принтера. ЛВС позволяет нескольким пользователям на различных рабочих станциях совместно использовать один или несколько дорогостоящих лазерных принтеров.

Электронная почта. Можно использовать ЛВС как почтовую службу и рассылать служебные записки, доклады, сообщения другим пользователям. В отличие от телефона почта передает сообщение, даже если абонента нет на своем рабочем месте.

Компоненты ЛВС

ЛВС - это совокупность компьютеров, кабелей, сетевых адаптеров, работающих под управлением сетевой операционной системы и прикладного программного обеспечения.

В ЛВС каждый из ПК называется рабочей станцией, за исключением одного или нескольких компьютеров, которые выполняют функции файл-серверов. Каждая рабочая станция и файл-серверы содержат карты адаптеров, которые с помощью сетевых кабелей соединяются между собой.

В дополнение к DOS на каждой Р.С. активизируется сетевое программное обеспечение, позволяющее Р.С. взаимодействовать с файловым сервером. Аналогично, на Ф.С. запускается сетевое программное обеспечение, которое позволяет ему взаимодействовать с Р.С.

Рабочие станции

Компьютеры, входящие в ЛВС, делятся на два типа: рабочие станции, предназначенные для пользователей, и файловые серверы, которые, как правило, недоступны для обычных пользователей. В качестве Р.С., как правило, применяются компьютеры среднего класса типа IBM PC/AT на базе компьютеров 386 и 486. Они оснащены ОЗУ объемом от 1М до 4М, имеют хороший цветной монитор и высококачественную клавиатуру. Обычно Р.С. имеют НЖМД небольшого объема.

На экране во время загрузки операционной системы появляются дополнительные сообщения о том, что сетевая операционная система загружает в Р.С.

Пользователь должен сообщить сетевому программному обеспечению свое имя и пароль перед началом работы. Это называется процедурой входа в систему. После подключения к системе пользователь видит дополнительные дисковые накопители.

Файловые серверы

В противоположность рабочей станции файловый сервер - это ПК, который обслуживает все рабочие станции. Он осуществляет совместное использование файлов, размещаемых на его дисках.

Файловые серверы - это, обычно, быстродействующие компьютеры на базе процессоров Pentium, работающие на частоте выше 60 МГц и объемом ОЗУ - 32 Мбайта. Они оснащаются только монохромным монитором и недорогой клавиатурой и всегда содержат не менее одного быстродействующего накопителя большой емкости.

Серверы должны быть высококачественными и высоконадежными машинами. Их накопители также должны быть высоконадежными и иметь большой срок службы.

Файловый сервер может использовать иную операционную систему, чем Р.С. ОС NetWare фирмы Novell является примером сетевой операционной системы, которая работает только на файловом сервере.

Сетевые кабели

Существует множество различных модификаций кабелей для ЛВС. Используются как тонкие коаксиальные кабели (называемые ThinNet или CheaperNet), так и толстые коаксиальные кабели (ThickNet), а также экранированные витые пары (STP), которые выглядят как электрическая проводка, и неэкранированные витые пары (UTP), которые напоминают телефонные провода.

Применяются также оптоволоконные кабели, которые могут работать на больших расстояниях и быстрее, чем другие типы кабелей. Но они дороги. Тип используемого кабеля в значительной степени зависит от карты сетевого адаптера.

При помощи кабеля каждая Р.С. соединяется с другими Р.С. и с файловым сервером.

В одних случаях единый кабель проходит от узла к узлу, последовательно соединяя все Р.С. и все файловые серверы. Такая конфигурация называется линейной.

В других случаях к каждой рабочей станции подходит собственный кабель из центрального узла, например, файлового сервера. Такая конфигурация называется звездой.

Кабели к сетевым адаптерам присоединяются специальными соединителями.

Ведутся работы по созданию беспроводных ЛВС. Такие беспроводные ЛВС используют инфракрасные лучи или радиоволны для передачи сетевых сигналов между компьютерами.

Правила эксплуатации производственных зданий почти всегда требуют использовать пожаробезопасные кабели с низким уровнем выделения токсичных газов при горении. Кабели с кодом plenum являются наиболее пожаробезопасными.

Сетевые адаптеры

Карты сетевых адаптеров устанавливаются в каждой Р.С. и в файловом сервере. Р.С. отправляет запрос через сетевой адаптер к файловому серверу и получает ответ через сетевой адаптер, когда файловый сервер готов передать очередную порцию файла. Такие запросы и ответы аналогичны чтению и записи файлов на диск в ПК.

Одновременно только два сетевых адаптера могут обмениваться информацией друг с другом. Это означает, что другие Р.С. должны ждать своей очереди. На практике такие задержки обычно незаметны.

На картах сетевых адаптеров имеются разъемы для подсоединения сетевого кабеля.

Карта адаптера принимает все сообщения, которые передаются по кабелю и отбирает из них только те, которые непосредственно адресованы данной рабочей станции. Полученное сообщение задерживается адаптером до тех пор, пока Р.С. не будет готова принять это сообщение. В случае, когда рабочая станция собирается послать запрос на Ф.С., адаптер дожидается перерыва в потоке данных сети и выставляет свое сообщение в образовавшееся окно. Адаптер также автоматически производит проверку того, что сообщение было передано без ошибок, и если это не так, то передача повторяется.

Скорость передачи данных в ЛВС

Для измерения быстродействия сети в технике введена специальная величина - мегабит в секунду. Так как один байт информации состоит из 8 бит, то для того, чтобы определить, сколько символов (байт) в секунду теоретически способна пропустить ЛВС, необходимо величину быстродействия сети разделить на 8. Предположим, что вы хотите передать все содержимое 3,5 дюймовой дискеты емкостью 1,44М через сеть. Если быстродействие сети 4 мегабита в секунду, то, разделив 4 мегабита на 8, получим, что быстродействие сети 500К данных в секунду. Это сравнимо со скоростью передачи данных среднего НЖМД. Следовательно, процедура передачи данных с дискеты могла бы занять меньше 3-х секунд.

На практике максимальное быстродействие сети никогда не реализуется. Фактически, ЛВС не может работать быстрее, чем самая медленная ее компонента. Если осуществляется передача 1,44М данных от дискового накопителя Р.С. к Ф.С., затраченное время будет включать не только время на передачу данных, но и время чтения этих данных с диска Р.С., время на оперирование данными в Р.С. и время оперирования данными и их записи на диск сервера. Скорость передачи данных дискового накопителя Р.С. в данном случае окажется наиболее медленной операцией, которая будет определять скорость, с которой данные передаются на сервер. Запросы других пользователей ЛВС будут (?) с внешними запросами и суммарное время передачи будет еще больше.

Некоторые типы адаптеров.

Адаптер LANtastic

Этот адаптер работает со скоростью 2 Мбит в секунду и использует четырехпроводный кабель, который поочередно соединяем рабочие станции в сети друг с другом. Этот адаптер является оригинальной разработкой, а не промышленным стандартом.

Адаптер ARCnet

Адаптер ARCnet является одним из старейших представителей сетевых аппаратных средств. Он имеет невысокое быстродействие, но высокую надежность, и сравнительно дешев. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/с.

Адаптер EtherNet

ЛВС, использующие адаптеры EtherNet, могут связывать широкий класс ПК, включая UNIX-компьютеры, компьютеры Macintosh, ПК фирмы IBM и совместимые с ними. Адаптеры EtherNet производятся множеством компаний и имеют три модификации (ThinNet, UTP и ThickNet), в зависимости от толщины используемого кабеля.

Скорость работы ЛВС с EtherNet равна 10 Мбит/с.

Между пересылками данных ЛВС с адаптерами EtherNet находится в состоянии покоя.

Предположим, что одна из рабочих станций пытается запросить что-то от сервера, в то время как сервер посылает ответ другой рабочей станции. Возникает конфликт. Для устранения конфликта сетевые адаптеры EtherNet используют механизм, называемый CSMA/CD, - переходят в режим ожидания в течение случайного промежутка времени, после чего повторяют попытки. Этот метод очень эффективен при не слишком большом потоке данных в ЛВС и позволяет одному компьютеру опередить остальные. С увеличением потока данных частота конфликтов увеличивается, и ЛВС начинает тратить больше времени на разрешение конфликтов, чем на передачу данных.

Для преодоления этой проблемы фирмы IBM и Texas Instruments разработали ЛВС с адаптерами Token Ring.

Адаптер Token Ring

ЛВС с этими адаптерами являются самыми дорогостоящими, за исключением лишь ЛВС с оптоволоконными кабелями. Этот адаптер может использовать кабели с экранированными и неэкранированными витыми парами.

Скорость передачи данных 4, 16 Мбит/сек. и 100 Мбит/cек.

В сети Token Ring даже в отсутствие передачи данных все рабочие станции передают друг другу специальный сигнал, называемый маркером (token). Маркер - это очень короткое сообщение, являющееся признаком того, что сеть свободна.

Если рабочей станции нечего передавать в момент приема маркера, то она просто передает маркер следующей по очереди. Рабочая станция может передать свое сообщение в сеть только в том случае, если она получила маркер. Если ЛВС занята, а рабочая станция хочет переслать сообщение на другую рабочую станцию или сервер, то она должна ждать прихода маркера. Только после этого Р.С. может отправить свое сообщение. Это сообщение будет циркулировать через другие рабочие станции и сервер до тех пор, пока не вернется к отправителю. Тогда отправитель посылает в сеть маркер, чтобы показать, что сеть освободилась снова. Во время циркулирования сообщения одна из рабочих станций распознает, что сообщение адресовано ей и начинает его обрабатывать.

Есть возможность присвоить приоритеты определенным рабочим станциям и серверам с тем, чтобы они получали более частый доступ к ЛВС.

Иногда станции пропускают маркер или теряют его. Поэтому они следят друг за другом и используют сложную процедуру регенерации потерянного маркера. Отсюда дороговизна сетевого адаптера.

Программные средства ЛВС

Кроме аппаратных средств ЛВС необходима также сетевая операционная система. Операционные системы DOS, UNIX, Mac System 7 сами по себе не могут поддерживать сеть. Для дополнения DOS или какой-либо другой ОС сетевыми средствами необходима процедура инсталляции сети. В ЛВС на выделенном ПК устанавливается сетевая ОС. Этот ПК становится файловым сервером, а ПО, установленное на Р.С. позволяет ей обмениваться данными с Ф.С.

Наиболее распространенная сетевая операционная система - это NetWare фирмы Novell.

Сетевые операционные системы

Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. В простейшем случае это сетевое программное обеспечение предоставляет разделяемый НЖМД сервера как дополнительный диск (возможно, F) на каждой из рабочих станций сети. Аналогично, сетевая ОС позволяет любой Р.С. работать на разделяемом сетевом принтере так же, как если бы он был подключен непосредственно к этой Р.С.

В некоторых компьютерных сетях есть выделенный автономный компьютер, который выполняет функции только файлового сервера. Это так называемые ЛВС с файловым сервером. В других, малых ЛВС, рабочая станция может одновременно выполнять функции и файлового сервера. Это так называемые ЛВС одноранговых компьютеров или просто - одноранговые сети. Компоненты сетевой операционной системы на каждой Р.С. и файловом сервере взаимодействуют друг с другом посредством компьютерного языка, называемого протоколом. Одним из общих протоколов является протокол фирмы IBM NetBIOS.

сеть локальный компьютерный адаптер

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Классификация локальной вычислительной сети. Типы топологий локальной вычислительной сети. Модель взаимодействия систем OSI. Сетевые устройства и средства коммуникаций. Виды сетевых кабелей. Конфигурация компьютеров-серверов, техники рабочих станций.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 05.01.2013

  • Составляющие протокольного стека OSI. Сетевые топологии и основные среды передачи сигнала. Анализ и определение ошибок и аварий в компьютерных сетях. Построение локальной вычислительной сети на базе EtherNet 10 BaseTX, протокола Bluetooth и WiFi.

    лекция [128,1 K], добавлен 15.04.2014

  • Характеристика технико-экономического обоснования разработки вычислительной сети. Изучение вопросов реализации системы документооборота, создания локальной вычислительной сети, позволяющей пользователям получать доступ к сети передачи данных Интернет.

    курсовая работа [471,8 K], добавлен 08.12.2011

  • Выбор локальной вычислительной сети среди одноранговых и сетей на основе сервера. Понятие топологии сети и базовые топологии (звезда, общая шина, кольцо). Сетевые архитектуры и протоколы, защита информации, антивирусные системы, сетевое оборудование.

    курсовая работа [3,4 M], добавлен 15.07.2012

  • Подключение рабочих станций к локальной вычислительной сети по стандарту IEEE 802.3 10/100 BASET. Расчёт длины витой пары, затраченной на реализацию сети и количества разъёмов RJ-45. Построение топологии локальной вычислительной сети учреждения.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.04.2016

  • Сетевые компьютерные комплексы как неотъемлемое средство производства любой организации или предприятия. FDDI как стандарт передачи данных в локальной сети, протянутой на расстоянии до 200 километров, его структура и основные элементы, принципы работы.

    реферат [33,3 K], добавлен 24.12.2010

  • Создание локальной вычислительной сети, ее топология, кабельная система, технология, аппаратное и программное обеспечение, минимальные требования к серверу. Физическое построение локальной сети и организация выхода в интернет, расчет кабельной системы.

    курсовая работа [749,1 K], добавлен 05.05.2010

  • Развитие информационных технологий. Разработка персонального компьютера. История возникновения локальной вычислительной сети. Задачи сервера. Классификация компьютерных сетей. Технология передачи информации. Межсетевое взаимодействие. Появление Интернет.

    презентация [669,9 K], добавлен 16.03.2015

  • Подбор пассивного сетевого оборудования. Обоснование необходимости модернизации локальной вычислительной сети предприятия. Выбор операционной системы для рабочих мест и сервера. Сравнительные характеристики коммутаторов D-Link. Схемы локальной сети.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 10.10.2015

  • Анализ и практическая реализация использования администрирования и мониторинга сети на предприятии. Процесс создания карты сети в программе LANState. Сетевые программы для сисадминов, программы мониторинга сети. Описание локальной вычислительной сети.

    курсовая работа [3,6 M], добавлен 15.02.2017

  • Параметры локальной вычислительной сети: среда передачи; структура, топология и архитектура сети; выбор операционных систем и активного оборудования. Анализ информационных потоков в распределенной системе. Расчет дальности беспроводной связи радиолиний.

    дипломная работа [3,3 M], добавлен 28.11.2012

  • Постановка задачи построения информационной модели в Bpwin. Выбор топологии локальной вычислительной сети. Составление технического задания. Общая схема коммуникаций. Выбор активного оборудования структурированной кабельной системы. Моделирование сети.

    дипломная работа [877,0 K], добавлен 21.06.2013

  • Информационная безопасность локальной сети института; разработка проекта программного средства защиты. Постановка и анализ задачи; выбор стандарта передачи данных внутри сети; оборудование. Реализация алгоритмов кэширования, авторизации и шифрования.

    дипломная работа [5,8 M], добавлен 28.06.2011

  • Сущность и принцип действия локальной вычислительной сети, ее виды, преимущества и недостатки. Предпосылки внедрения технологии виртуальной локальной сети в локальных сетях. Требования, предъявляемые к домовым локальным сетям при их модернизации.

    дипломная работа [2,9 M], добавлен 26.08.2009

  • Анализ цели проектирования сети. Разработка топологической модели компьютерной сети. Тестирование коммутационного оборудования. Особенности клиентских устройств. Требования к покрытию и скорости передачи данных. Виды угроз безопасности беспроводных сетей.

    дипломная работа [3,3 M], добавлен 22.03.2017

  • Понятие и структура локальной вычислительной сети как коммуникационной системы, объединяющей компьютеры и подключаемое к ним оборудование. Принципы ее формирования и оценка функционирования. Исследование возможностей и эффективности работы сети.

    дипломная работа [639,1 K], добавлен 19.06.2015

  • Назначение и классификация компьютерных сетей. Обобщенная структура компьютерной сети и характеристика процесса передачи данных. Управление взаимодействием устройств в сети. Типовые топологии и методы доступа локальных сетей. Работа в локальной сети.

    реферат [1,8 M], добавлен 03.02.2009

  • Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети. Компьютерные сети: основные типы и устройство. Глобальная сеть Интернет. Современные сетевые технологи в компьютерных сетях. Особенности технологии Wi-Fi, IP-телефония. Виртуальные частные сети.

    презентация [648,3 K], добавлен 14.02.2016

  • Настройка телекоммуникационного оборудования локальной вычислительной сети. Выбор архитектуры сети. Сервисы конфигурации сервера. Расчет кабеля, подбор оборудования и программного обеспечения. Описание физической и логической схем вычислительной сети.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.12.2014

  • Разработка схемы локально-вычислительной сети, состоящей их нескольких маршрутов. Составление таблиц маршрутизации для всех маршрутов, а также для рабочей станции каждого сегмента сети. Использование технологии Ethernet и VLAN при проектировании сети.

    курсовая работа [350,7 K], добавлен 24.08.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.