Компьютерные сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования Азербайджанской Республики

Колледж Пищевой Промышленности при

Самостоятельная работа

Студент: Кулиева Чичяк

Специальность: Маркетинг

Предмет: Компьютерная обработка экономической информации

Тема: Сети

Баку-2021

В наше время человечество переживает научно-техническую революцию, в качестве материальной основы которой служит электронно-вычислительная техника. На базе этой техники появляется новый вид технологий - информационные. Рост объема накапливаемых человечеством знаний характеризовался увеличением темпов прироста объемов используемой информации. Так, если в 18 веке эти объемы удваивались каждые 50 лет, то к 1950 году - каждые 10 лет, а к 1970 году - каждые 5 лет, сейчас такое удвоение происходит примерно каждые 2 года.

В этих условиях возрастают требования, предъявляемые к организации процессов сбора, хранения, передачи и обработки информации, так как качество и оперативность их реализации часто имеют решающее значение. Основные научно-технические усилия общества направляются на создание средств и методов, обеспечивающих эффективную обработку информации, необходимой для принятия оптимальных управленческих решений. Огромным прорывом в этом плане стало массовое появление на рынке персональных компьютеров (ПК). ПК и создаваемые на их основе сети различных видов (от локальных, функционирующих в пределах одной организации, до глобальных, таких, как Интернет, позволяющих связывать в единое информационное пространство все мировое сообщество) открывают новые перспективы развития человеческой цивилизации.

Компьютерные сети - это новый вид связи и информационного сервиса. Родоначальниками сетей можно считать большие ЭВМ, обслуживающие одновременно значительное число пользователей с помощью удаленных терминалов, которые связаны с ЭВМ с помощью специальных кабелей. Компьютерные сети передачи данных являются результатом информационной революции и в будущем смогут образовать основное средство коммуникации.

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, между которыми возможен информационный обмен без промежуточных носителей информации.

Компьютерной сетью называют совокупность взаимосвязанных и распределенных по некоторой территории ЭВМ. Объектами информационных сетевых технологий могут быть пользователи, клиенты, серверы, периферийные устройства (принтеры, сканеры, модемы), прикладные программы, операционные системы, информационные системы. Эти объекты адресуемые и предоставляют или получают сервис - обслуживание пользователей программ, систем. К видам сервиса в сети относятся:

Хранение данных, предоставление соединений, поиск и доступ к удаленной информации - файлам документов, базам данных;

Обмен информацией между пользователями разных компьютеров, электронная почта, речевая почта;

Передача мгновенных сообщений, блоков данных; диалог партнеров;

Проведение сеансов взаимодействия прикладных процессов и аппаратных ресурсов - дисков компьютеров, принтеров, модемов, объединение возможностей процессоров и оперативной памяти нескольких компьютеров; компьютерный сеть сервер internet

Работа с программным обеспечением - сетевые версии программ запускаются по сети на любом компьютере.

В настоящее время интерес к компьютерным сетям очень велик, так как они имеют множество преимуществ. Многие организации, фирмы характеризуются большой территориальной рассредоточенностью своих подразделений, что особенно характерно для нашей огромной страны. Тем не менее, для подразделений этих организаций существует необходимость постоянного и ежедневного обмена информацией. Если ЭВМ этих подразделений включены в единую сеть, то у них появляется возможность для этого.

Объединение ЭВМ в единую сеть позволяет осуществить общий доступ к определенному виду данных или оборудованию ЭВМ. Так, если сотрудники какой-либо фирмы постоянно работают с некоторой базой данных, то при наличии сети, связывающей компьютеры всех сотрудников фирмы, совсем не обязательно иметь эту базу на каждом компьютере. Достаточно установить ее на одном, а сеть позволит из любого другого компьютера обращаться к этой базе данных независимо от расстояния между ЭВМ, т.е. здесь сеть позволяет существенно экономить дисковую память. Точно также с помощью сети можно организовать (в пределах одной фирмы, предприятия) коллективный доступ к одному дорогостоящему аппарату. Использование компьютерных сетей позволяет создать гибкую рабочую среду.

Сотрудники фирмы, используя персональные ПК, подключенные к сети своего учреждения, могут работать дома. При наличии портативного компьютера (ноутбука) сотрудник может, находясь в командировке подключиться к своей сети и получить необходимые данные или переслать их в свою организацию. Научные сотрудники организации и не только они, а любой пользователь глобальных сетей таких как Интернет могут получить доступ к различным информационным ресурсам через свои персональные компьютеры.

В общем случае для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение (сетевое оборудование) и специальное программное обеспечение (сетевые программные средства). Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными называется прямым соединением. Для создания прямого соединения компьютеров, работающих в операционной системе Windows XP не требуется ни специального аппаратного, ни программного обеспечения. В этом случае аппаратными средствами являются стандартные порты ввода/вывода, а в качестве программного обеспечения используется мастер новых подключений.

Все компьютерные сети без исключения имеют одно назначение - обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. Ресурсы бывают трех типов: аппаратные, программные и информационные. Например, устройство печати (принтер) - это аппаратный ресурс. Емкости жестких дисков - тоже аппаратный ресурс. Кроме аппаратных ресурсов компьютерные сети позволяют совместно использовать программные ресурсы. Так, например, для выполнения очень сложных и продолжительных расчетов можно подключиться к удаленной большой ЭВМ и отправить вычислительное задание на нее, а по окончании расчетов точно также получить результат обратно. Данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, образуют информационный ресурс. Роль этого ресурса сегодня видна наиболее ярко на примере Интернета, который воспринимается, прежде всего, как гигантская информационно-справочная система.

Эти примеры с делением ресурсов на аппаратные, программные и информационные достаточно условны. На самом деле, при работе в компьютерной сети любого типа одновременно происходит совместное использование всех типов ресурсов. Так, например, обращаясь в Интернет за справкой о содержании вечерней телевизионной программы, мы, безусловно используем чьи-то аппаратные средства, на которые работают чужие программы, обеспечивающие поставку затребованных нами данных. Также происходит и в любой другой сети.

Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации и основано на модели OSI, модель взаимодействия открытых систем - Model of Open System Interconnections. Она создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO - International Standards Organization.

Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней - до семи):

1 Прикладной;

2 Уровень представления

3 Сеансовый уровень

4 Транспортный уровень

5 Сетевой уровень

6 Уровень соединения

7 Физический уровень

Самый верхний уровень - прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний уровень - физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютере клиента в результате перемещения с нижнего уровня на верхний.

Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети - аппаратные протоколы, и характер взаимодействия программ и данных - программные протоколы. Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства - интерфейсы и программные средства - программы поддержки протоколов.

Классифицировать компьютерные сети можно по различным признакам. По способу управления сетью есть централизованные, децентрализованные и смешанные сети.

По типу организации передачи данных бывают сети:

С коммутацией каналов

С коммутацией сообщений

С коммутацией пакетов

По характеру функций реализуемых сетью бывают:

1 Вычислительные

2 Информационные

3 Смешанные или информационно-вычислительные. Информационно-вычислительная сеть создается с целью повышения оперативности обслуживания абонентов

Топология сети - это общая схема соединения компьютеров в локальной сети. Они могут быть различными: Топология типа звезда. Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями.

Кольцевая топология. При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо. Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется.

Шинная топология. При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного дня всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.

Древовидная структура ЛВС. Наряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная, на пример древовидная структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей.

Каждый с каждым. При таком соединений каждый компьютер соединяется со всеми компьютерами в сети.

Самой главной классификацией является разделение сетей в зависимости от протоколов и расстояния между адресуемыми абонентами:

1) Локальные сети. Такая сеть охватывает небольшую территорию и действует в пределах одного учреждения.

2) Глобальные сети. Охватывает большие территории.

3) Региональные сети. Существуют в пределах города или района.

Подобная сеть создается, как правило, для совместного использования ресурсов ЭВМ или данных в пределах одной организации или фирмы. Например, для коллективного использования дорогостоящих периферийных устройств, для коллективного использования некоторой базы данных или архивных данных. Она может использоваться и для передачи сообщений между пользователями.

Локальная сеть - это компьютерная сеть, в которой ЭВМ расположены на небольшом расстоянии друг от друга, не использующая средства связи общего назначения типа телефонных сетей. Компьютеры локальной сети используют единый комплект протоколов для всех участников. По территориальному признаку локальные сети отличаются компактностью. Они могут объединять компьютеры одного помещения, этажа, здания, компактно расположенных сооружений. Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются рабочими группами. В рамках одной локальной сети могут работать несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками называется администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной сети, называется системным администратором.

Простейшее устройство для соединения между собой двух локальных сетей, использующих одинаковые протоколы, называется мостом. Мост может быть аппаратным или программным. Цель моста - не выпускать за пределы локальной сети данные, предназначенные для внутреннего использования.

Для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, служат специальные средства, называемые шлюзами. Шлюзы могут быть как аппаратными, так и программными. Например, это может быть специальный компьютер - шлюзовый сервер, а может быть и компьютерная программа.При подключении локальной сети предприятия к глобальной сети важную роль играет понятие сетевой безопасности. В частности, должен быть ограничен доступ в локальную сеть для посторонних лиц извне, а также ограничен выход за пределы локальной сети сотрудников предприятия, не имеющих соответствующих прав. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают брандмауэры. Брандмауэром может быть специальный компьютер или компьютерная программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.

Существуют различные каналы связи локальных сетей. Канал связи - это физическая среда передачи информации - важнейший компонент сети. Основная характеристика канала связи - пропускная способность, т.е. максимальная скорость передачи информации. В ЛС используются следующие виды каналов связи:

1 Витая пара - проводной канал связи, содержащий пару скрученных проводников. Обладает малой пропускной способностью.

2 Коаксильный кабель - обладает средней пропускной способностью.

3 Оптоволоконный кабель - обладает высокой пропускной способностью.

Существуют и беспроводные локальные сети. В них информация между ЭВМ передается в СВЧ-диапазоне, или с помощью инфракрасных лучей.

Глобальные сети имеют, как правило, увеличенные географические размеры. Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные протоколы. Глобальные сети имеют и ряд других особенностей оп сравнению с локальными сетями. Глобальные сети, в основном используют в качестве каналов связи телефонные линии - это медленные каналы с высоким уровнем ошибок. Однако в настоящее время все более внедряются высокоскоростные и оптоволоконные каналы связи. ЭВМ подключаются к каналам связи с помощью специальных устройств, называемых модемами.

Модем - это устройство, позволяющее обмениваться информацией между компьютерами через телефонную сеть путем взаимного преобразования цифровой и аналоговой информации. Конфигурация таких сетей может быть различной и в отличие от ЛС нерегулярна. - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет более 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%.образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой. В настоящее время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых каналов. Операционные системы, используемые в сети Internet, также отличаются разнообразием. Практически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Internet можно представить себе в виде мозаики, сложенной из небольших сетей разной величины, которые активно взаимодействуют одна с другой, пересылая файлы, сообщения и т.п.

Основное, что отличает Internet от других сетей, - это ее протоколы - TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в Internet. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть. TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия, технология internet. Сеть, которая использует технологию internet, называется "internet". Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией internet, то ее называют Internet. Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи). Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Несмотря на то, что в сети Internet используется большое число других протоколов, сеть Internet часто называют TCP/IP-сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими.

Все услуги, предоставляемые сетью Internet, можно условно поделить на две категории: обмен информацией между абонентами сети и использование баз данных сети.

Для работы в Интернете необходимо:

1) физически подключить компьютер к одному из узлов Всемирной сети;

2) получить IP-адрес на постоянной или временной основе;

3) установить и настроить программное обеспечение;

Организации, предоставляющие возможность подключения к своему узлу и выделяющие IP-адреса, называются Поставщиками услуг Интернета или Интернет-провайдерами. Они оказывают подобную услугу на договорной основе. Подключение может быть выделенным или коммутируемым, по аналоговой или цифровой телефонной линии.

Региональные сети (WAN - Wide Area Network) с точки зрения архитектуры и протоколов практически не отличаются от глобальных. В региональных сетях обычно не используются трансокеанские кабели, но это отличие не может рассматриваться как принципиальное. Региональные сети решают проблему формирования из LAN (локальных сетей) сетей регионов и целых стран и даже наднациональных сетей (например, E-BONE для Европы). Как правило, эти сети строятся с использованием протоколов SDH, ATM, ISDN, Frame Relay или X.25. Архитектурно такие сети формируются из каналов со схемой точка-точка и мощных коммутаторов-мультиплексоров. Из таких фрагментов формируются и опорные сети (BackBone), которые позволяют сократить число шагов от узла к узлу. В этих сетях в основном используются оптоволоконные транспортные системы, а там где это нерентабельно, спутниковые или радиорелейные каналы.

С появлением корпоративных сетей типа Интернет понятия локальной и региональной сетей стало частично перекрываться. Для пользователя Интернет все узлы такой сети являются локальными, хотя и могут отстоять на сотни или даже тысячи километров друг от друга. По существу сети Интернет являются наложенными сетями по отношению к региональным сетям (WAN). Интернет также следует отнести к числу наложенных сетей по отношению к WAN.

Основной назначение любой компьютерной сети - предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям. С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.

Сервер - компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер - источник ресурсов сети.

Рабочая станция - персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.

Компьютерные сети, как было сказано выше, реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент - задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения файлов, поиск информации в базе данных и т.д. Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.

Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. Для подобных систем приняты термины - системы или архитектура клиент - сервер. Архитектура клиент - сервер может использоваться как в одноранговых сетях, так и в сети с выделенным сервером.

Одноранговая сеть, в которой нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого центра для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям.

Достоинства одноранговых сетей:

· низкая стоимость;

· высокая надежность.

Недостатки одноранговых сетей:

· зависимость эффективности работы сети от количества станций;

· сложность управления сетью;

· сложность обеспечения защиты информации;

· трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.

Наибольшей популярностью пользуются одноранговые сети на базе сетевых операционных систем LANtastic, NetWare Lite.

В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства - жесткие диски, принтеры и модемы.

Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляются через сервер.

Достоинства сети с выделенным сервером:

· надежна система защиты информации;

· высокое быстродействие;

· отсутствие ограничений на число рабочих станций;

· простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.

Недостатки сети:

· высокая стоимость из-за выделения одного компьютера на сервер;

· зависимость быстродействия и надежности от сервера;

· меньшая гибкость по сравнению с одноранговыми сетями

Для обеспечения согласованной работы в сетях передачи данных используются различные коммуникационные протоколы передачи данных - наборы правил, которых должны придерживаться передающая и принимающая стороны для согласованного обмена данными. Протоколы - это наборы правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи. Протоколы - это правила и технические процедуры, позволяющие нескольким компьютерам при объединении в сеть общаться друг с другом.

Существует множество протоколов. И хотя все они участвуют в реализации связи, каждый протокол имеет различные цели, выполняет различные задачи, обладает своими преимуществами и ограничениями. Протоколы работают на разных уровнях модели взаимодействия открытых систем OSI/ISO (рис.5). Функции протоколов определяются уровнем, на котором он работает. Несколько протоколов могут работать совместно. Это так называемый стек, или набор, протоколов. Как сетевые функции распределены по всем уровням модели OSI, так и протоколы совместно работают на различных уровнях стека протоколов. Уровни в стеке протоколов соответствуют уровням модели OSI. В совокупности протоколы дают полную характеристику функций и возможностей стека.

Передача данных по сети, с технической точки зрения, должна состоять из последовательных шагов, каждому из которых соответствуют свои процедуры или протокол. Таким образом, сохраняется строгая очередность в выполнении определенных действий. Кроме того, все эти действия должны быть выполнены в одной и той же последовательности на каждом сетевом компьютере. На компьютере-отправителе действия выполняются в направлении сверху вниз, а на компьютере-получателе снизу вверх. Компьютер-отправитель в соответствии с протоколом выполняет следующие действия: Разбивает данные на небольшие блоки, называемыми пакетами, с которыми может работать протокол, добавляет к пакетам адресную информацию, чтобы компьютер-получатель мог определить, что эти данные предназначены именно ему, подготавливает данные к передаче через плату сетевого адаптера и далее - по сетевому кабелю.

Компьютер-получатель в соответствии с протоколом выполняет те же действия, но только в обратном порядке: принимает пакеты данных из сетевого кабеля; через плату сетевого адаптера передает данные в компьютер; удаляет из пакета всю служебную информацию, добавленную компьютером-отправителем, копирует данные из пакета в буфер - для их объединения в исходный блок, передает приложению этот блок данных в формате, который оно использует. И компьютеру-отправителю, и компьютеру-получателю необходимо выполнить каждое действие одинаковым способом, с тем чтобы пришедшие по сети данные совпадали с отправленными.

Если, например, два протокола будут по-разному разбивать данные на пакеты и добавлять информацию (о последовательности пакетов, синхронизации и для проверки ошибок), тогда компьютер, использующий один из этих протоколов, не сможет успешно связаться с компьютером, на котором работает другой протокол. До середины 80-ых годов большинство локальных сетей были изолированными. Они обслуживали отдельные компании и редко объединялись в крупные системы. Однако, когда локальные сети достигли высокого уровня развития и объем передаваемой ими информации возрос, они стали компонентами больших сетей. Данные, передаваемые из одной локальной сети в другую по одному из возможных маршрутов, называются маршрутизированными. Протоколы, которые поддерживают передачу данных между сетями по нескольким маршрутам, называются маршрутизируемыми протоколами.

Развитие компьютерных сетей привело к тому, что в настоящее время большинство компьютеров используется, не изолировано от других компьютеров, а постоянно или время от времени подключаются к локальным или глобальным компьютерным сетям для получения той или иной информации, посылки или получения сообщения и т.п.

В последние годы Internet претерпевает большой подъем как в мире, так и в нашей стране. Все больше функций в сфере информации выполняет она в жизни человека. Интернет-технологии в использовании информационных ресурсов идут вперед семимильными шагами, и это значительно облегчает поиск и сбор информации по необходимой теме. В то же время есть некоторые недостатки, которые со временем будут исправлены. К таким недостаткам относится некоторая засоренность сети бесполезной информацией, которая чаще всего мешает при поиске той или иной информации, отсутствие единой систематизирующей информацию и доступ к ней программы также является значительным препятствием. Исходя из вышесказанного можно заглянуть в будущее Интернет, которое уже близко, но, в то же время, зависит от вчерашнего дня сети.

Размещено на Allbest.ru