Расчет продолжительности платежей
В простейших случаях для расчета можно использовать функцию КПЕР. Функция КПЕР вычисляет количество периодических выплат, необходимых для погашения займа, полученного под определенный процент. Эту же функцию можно использовать для вычисления количества периодических вложений под определенный процент, необходимых для достижения определенной величины вклада. Функция КПЕР имеет следующий синтаксис:
КПЕР(ставка ;плт; пс; бс; тип), где:
· ставка – ставка в процентах;
· плт - выплаты, производимые периодически
· пс - приведенная к текущему моменту стоимость или общая сумма, которая на текущий момент равноценна ряду будущих платежей;
· бс – величина, необходимая для будущей стоимости;
· тип - число 1 или 0, определяет момент производимой выплаты.
Рассмотрим пример использования данной функции для определения периода выплаты инвестиции в 10000 руб, полученной под 12% годовых при условии выплат за каждый период, например в месяц 100 руб (Рис.4.51).
Рис.4.51.Расчет выплаты инвестиций
4.9. Тесты
1. Какой оператор не входит в группу арифметических операторов:
a. –
b. +
c. &
d. ^
2. Что из перечисленного не является характеристикой ячейки:
a. имя;
b. адрес;
c. размер;
d. значение.
3. Какое значение может принимать ячейка:
a. числовое;
b. текстовое;
c. возвращенное;
d. все перечисленные.
4.Какой адрес будет иметь ячейка В12, если добавить символ $ перед B:
a. относительный;
b. косвенный;
c. непосредственный;
d. абсолютный.
5. Что может являться аргументом функции:
a. ссылка;
b. константа;
c. функция;
d. все варианты верны.
6. Указание адреса ячейки в формуле называется:
a. ссылкой;
b. функцией;
c. оператором;
d. именем ячейки.
7. Программа Excel используется для:
a. создания текстовых документов;
b. создания электронных таблиц;
c. создание графических изображений;
d. все варианты верны.
8. С какого символа начинается формула в Excel:
a. =;
b. +;
c. пробел;
d. все равно с какого.
9. На основе чего строится любая диаграмма:
a. книги Excel;
b. графического файла;
c. текстового файла;
d. данных таблицы.
10.Выберите верную запись формулы для электронной таблицы:
a. 3C+4*D4;
b. C3=C1+2*C2;
c. A5B5+23;
d. =A2*A3-A4.
11. Минимальной составляющей таблицы является:
a. ячейка;
b. формула;
c. книга;
d. нет верного ответа.
12. Для чего используется функция СУММ:
a. для получения суммы квадратов указанных чисел;
b. для получения суммы указанных чисел;
c. для получения разности сумм чисел;
d. для получения квадрата указанных чисел.
13. Сколько существует видов адресации ячеек в Excel :
a. один;
b. два;
c. три;
d. четыре.
14. Что делает Excel, если в составленной формуле содержится ошибка:
a. возвращает 0 как значение ячейки;
b. выводит сообщение о типе ошибки как значение ячейки;
c. исправляет ошибку в формуле;
d. удаляет формулу с ошибкой.
15. Для чего используется диалоговое окно команды «Форма»:
a. для заполнения записей таблицы;
b. для форматирования таблицы;
c. для проверки орфографии на листе;
d. для фильтрации записей таблицы по условию.
16. Какая из ссылок является абсолютной:
a. C22;
b. R1C2;
c. $A$5;
d. #A#5.
17. Упорядочивание значений диапазона ячеек в определенной последовательности называют:
a. форматирование;
b. фильтрация;
c. группировка;
d. сортировка;
18. В электронной таблице выделен диапазон ячеек (А2:D4). В этот диапазон входит ….ячеек:
a. 12;
b. 9;
c. 14;
d. 8.
Ответы к тестам главы 4
| c | c | d | d | d | a | d | a | d | d | a | b | b | b | a | c | d | b |
Глава 5. Компьютерные сети, Интернет
5.1. Назначение и классификация компьютерных сетей
Под компьютерной сетью понимают группу компьютеров и необходимое периферийное оборудование, объединенных в пределах какого – либо региона проводными или беспроводными каналами передачи цифровых данных. Сеть служит для решения разнообразных задач и совместного использования программных и вычислительных ресурсов. Компьютерная сеть в пределах одного или нескольких зданий называется локальной сетью. Эти сети могут иметь технические устройства для выхода в Интернет. Для этого каждый компьютер, должен иметь сетевую плату, к которой подключается кабель связи. Кабели, подключенные к компьютерам, могут быть объединены в устройстве, называемом сетевым концентратором (switch, hub). Для объединения различных подсетей в более крупную сеть их сетевые концентраторы связываются друг с другом. Таким образом, обеспечивается прохождение сигналов между всеми устройствами, объединенными в сеть. Основными достоинствами использования компьютерных сетей являются следующие:
· быстрый обмен данными между компьютерами сети;
· обеспечение доступа с любого компьютера через коммуникационный узел глобальной сети к ресурсам Интернета;
· разделение общих компьютерных ресурсов позволяет эффективно их использовать, например, высокопроизводительные компьютеры, периферийные устройства типа лазерных принтеров, памяти на дисках большой емкости, специальное дорогостоящее оборудование, факсы и т.п.;
· использование общих данных, предоставляющих возможность коллективного доступа и управления базами данных с рабочих мест;
· разделение программных средств, предоставляющих возможность одновременного их использования;
· разделение ресурсов мощных компьютеров, входящих в единую сеть, и позволяющих использование вычислительных возможностей для обработки данных другими компьютерами, входящими в данную сеть.
· возможность группе сотрудников эффективно работать над общими проектами, даже не выходя из дома;
· возможность постоянного хранения программного обеспечения, необходимого многим пользователям, в единственном экземпляре на дисках файлового сервера.
По оценкам экспертов сегодня в мире значительно более половины компьютеров объединены в различные информационно-вычислительные компьютерные сети: от малых локальных вычислительных сетей в офисах, школах, университетах до глобальных сетей типа Интернет. Для организации компьютерных сетей необходимо сетевое оборудование и специальное программное обеспечение - сетевые операционные системы.
Компьютерные сети разделяют на локальные и глобальные в зависимости от количества компьютеров и объема региона, который они охватывают. Функции программного обеспечения, установленного в сети, условно можно разделить на две группы: управление ресурсами самого компьютера и управление обменом с другими компьютерами (сетевые функции). Собственными ресурсами компьютера традиционно управляет операционная система, а функции сетевого управления реализует сетевое программное обеспечение, представленное как в виде отдельных пакетов сетевых программ, так и в виде сетевой операционной системы.
Объединение средств компьютерной техники началось с начала 60-х годов, для чего к высокопроизводительным компьютерам, называемым mainframes, подключали терминалы, называемые интеллектуальными дисплеями. В режиме разделения времени высокопроизводительный компьютер последовательно во времени обслуживал подключенных пользователей, предоставляя попеременно каждому из них определенный квант времени. Такой режим обслуживания пользователей был назван режимом разделения времени.
Примерами задач, нуждающихся в централизованных общих данных, удаленном доступе к базам данных и т.п. являются банковские и коммерческие системы, системы социального обеспечения; налоговые службы; дистанционное компьютерное обучение; системы резервирования авиабилетов; дистанционная медицинская диагностика; избирательные системы и многие другие.
Группы пользователей, работающих над одной задачей в локальной сети, называются рабочими группами. В одной сети могут работать несколько рабочих групп, имеющих в общем случае разные права для доступа к общим ресурсам сети. Выполнение определенных правил по разделения и ограничения прав пользователей компьютерной сети называется администрированием сети. Ответственным за их выполнение является системный администратор.
5.1.1. Классификация сетей
Сети обычно подразделяют на следующие виды:
Локальная сеть (Local Area Network -LAN) - группа компьютеров и периферийного оборудования, объединенных высокоскоростными каналами связи в пределах одного или нескольких соседних зданий. Локальная вычислительная сеть, позволяет совместно использовать ресурсы сети, такие, как принтеры, плоттеры, диски, модемы и другие периферийные устройства. В этих сетях компьютеры расположены на расстоянии до километра и соединены линиями связи со скоростью обмена 100 и более Мбит/сек. Локальные сети обычно развертываются в границах одной организации, поэтому их иногда называют корпоративными сетями. В качестве основных каналов передачи данных используются: витая пара, коаксиальный кабель, оптический кабель, радиоканал.
Региональная или Городская вычислительная сеть (Metropolitan Area Network - MAN) различные предприятия в пределах или город целиком. Иногда объединены с кабельной телевизионной сетью или телефонной сетью.
Глобальная вычислительная сеть (Wide Area Network - WAN) охватывает большие территории и включает в себя десятки и сотни тысяч компьютеров. Примером глобальной вычислительной сети является Интернет, но существуют и другие глобальные сети.
5.1.2. Сетевые топологии
Архитектура сети задает принципы построения и функционирования ее аппаратного и программного обеспечения. Функционирование компьютерных сетей определяется стандартом Open Systems Interconnection (OSI). Сети классифицируются по следующим признакам: топологии, назначению, перечню услуг, по способу управления, по способу коммутации, по типу среды передачи. Основными видами функционального взаимодействия в сетях являются следующие:
· сеть точка-точка - простейший вид компьютерной сети, когда два компьютера соединяются между собой напрямую через коммуникационное оборудование, соединить таким образом можно только два компьютера.
· одноранговые сети - это компьютерные сети, основанные на равноправии объединяемых компьютеров. В таких сетях отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервер, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и сочетании узлов.
· клиент-сервер (Сlient/Server) - это архитектура, в которой некоторые компьютеры являются серверами, а остальные клиентами. Клиент - это запрашивающий компьютер, сервер – это компьютер, который отвечает на запрос. Клиенты сети обращаются к ресурсам сети через сервер.
Под топологией компьютерной сети обычно понимается логическая схема объединения компьютеров различного назначения, называемых узлами сети, в единую компьютерную сеть. Это понятие относится в основном к локальным сетям, в которых структуру связей можно проследить. В глобальных сетях не топология не так важна, так как каждый сеанс связи может производиться по другому пути. Требования к оборудованию, надежность работы, производительность, возможность расширения сети, ее стоимость и защищенность определяются топологией сети. Рассмотрим основные топологии, их достоинствах и недостатки необходимо. Существует три основных топологии компьютерных сетей:
· шинная;
· кольцевая;
· звездообразная.
На практике используются и другие топологии локальных сетей, однако большинство сетей ориентировано именно на три указанных основных топологии. Для определения последовательности доступа компьютеров к каналу связи и предотвращения конфликтных ситуаций при передаче пакетов данных между различными узлами необходимо иметь протокол доступа. Протокол доступа – это набор правил, определяющих использование канала передачи данных, соединяющего компьютеры на физическом уровне. В каждый компьютер устанавливается сетевая плата, с помощью которой и обеспечивается передача и прием информации по каналам сети.
Основными факторами, влияющими на физическую работоспособность сети и непосредственно связанными с понятием топология, являются:
· работоспособность компьютеров сети, так как в некоторых случаях отказ компьютера сети может приостановить работу всей сети. Однако для некоторых топологий сети неисправность компьютера не влияет на работу сети в целом, не мешает остальным компьютерам обмениваться информацией;
· исправность сетевого оборудования, то есть технических средств, обеспечивающих организацию работы сети (концентраторы, адаптеры, разъемы и т.д.). Выход из строя сетевого оборудования одного из компьютеров может оказать влияние, как на всю сеть, так и на обмен только с одним или несколькими компьютерами;
· длина и целостность кабеля сети, так как при его обрыве может произойти нарушение обмена информацией во всей сети или в одном из ее сегментов. Длина кабеля оказывает влияние на затухание передаваемого по нему сигнала. Как известно, в любой среде при распространении сигнал ослабляется и чем большее расстояние он проходит, тем больше он затухает. Необходимо следить, чтобы длина кабеля сети не была больше предельной длины, при превышении которой затухание становится уже неприемлемым и принимающий компьютер не распознает слабый сигнал.
Шинная топология представляет собой общий кабель, называемый шиной или магистралью, к которому подсоединены все рабочие станции. Если используется коаксиальный кабель, то на концах кабеля находятся терминаторы для предотвращения отражения сигнала (рис.5.1).
Рис.5.1. Шинная топология сети
Каждый компьютер проверяет, кому адресовано сообщение и если ему, то обрабатывает сообщение. Для исключения одновременной передачи данных один из компьютеров является главным и предоставляет право передачи остальным компьютерам. Компьютеры в такой сети могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи в данном случае единственная. Если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения - конфликта коллизии. В шине всегда реализуется режим так называемого полудуплексного обмена – передача возможна в обоих направлениях, но не одновременно, а в режиме разделения.
В топологии шина отсутствует явно выраженный центральный компьютер, через который передается вся информация, что увеличивает ее надежность, так как при отказе центрального компьютера перестанет функционировать вся сеть. Добавление новых компьютеров в сеть возможно даже во время ее работы. В этой топологии требуется минимум соединительного кабеля связи. Устранение возможных конфликтов в данной топологии производится каждым абонентом самостоятельно, так как центральный компьютер в сети отсутствует. Сетевая аппаратура в шинной топологии сложнее, чем в других топологиях. Тем не менее, из-за широкого распространения сетей с топологией шина, прежде всего популярной сети Ethernet, стоимость сетевого оборудования не слишком высока. Основными достоинствами шинной топологии являются:
· низкая стоимость (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);
· простота настройки;
· выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети.
К недостаткам можно отнести:
· любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети;
· сложная локализация неисправностей;
· с добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.
Топология «Кольцо» - это топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть (рис.5.2).
Рис.5.2. Сетевая топология кольцо
В кольце не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от соседа и передает их дальше, если они адресованы не ему. Для определения того, кому можно передавать данные обычно используют специальный маркер. Данные передаются по кругу, только в одном направлении. Каждой передатчик передает данные своему приемнику, поэтому не нужны внешние терминаторы. Каждый компьютер усиливает приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли ретранслятора и затухание сигнала существует только между соседними компьютерами
Достоинствами данной топологии являются:
· практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
· возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.
В качестве недостатков можно назвать:
· выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;
· сложность конфигурирования и настройки;
· сложность поиска неисправностей.
Топология «Звезда» - это базовая топология компьютерных сетей, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу - обычно сетевой коммутатор или концентратор (рис.5.3).
Рис.5.3. Сетевая топология Звезда
В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям необходимо повторить передачу данных. Центральный компьютер является самым мощным, так как он управляет обменом данных в сети и поэтому никакие конфликты в сети с топологией звезда невозможны.
Центральный компьютер и периферийный соединяются двумя линиями связи, по каждой из которых информация передается в своем направлении. На каждой линии связи имеется по одному приемнику и передатчику, и нет необходимости в дополнительных, внешних терминаторах.
Проблема затухания сигналов в линии связи отсутствует, так как каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня. Подключая в звезде другие центральные компьютеры, получаем топология из нескольких звезд.
Топология «Звезда» - одна из наиболее распространённых топологий, достоинствами которой являются:
· выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
· хорошая возможность изменения количества компьютеров в сети;
· лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
· высокая производительность сети;
· гибкие возможности администрирования.
К основному недостатку данной топологии относят то, что для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий.
5.2. Модель взаимодействия в компьютерной сети
При проектировании компьютерных сетей, необходима совместимость оборудования по электрическим и механическим характеристикам, совместимость программного обеспечения и совместимость по системе кодирования и формату данных. Для решение этой задачи была предложена модель взаимодействия открытых систем OSI ( Open System Interconnections), разработанная в соответствии со стандартами Международного института стандартов ISO (International Standards Organization) в 1984 году. Эта модель ISO/OSI рассматривает архитектуру компьютерных сетей на семи различных уровнях и ее используют все производители сетевых продуктов, хотя реальные сетевые средства, предлагаемые ими, поддерживают не все функции стандарта.
Прикладной уровень является верхним уровнем системы, на котором пользователь взаимодействует с компьютерной системой, а физический - нижним, используемым для передачи сигналов между компьютерами сети. Для обеспечения совместимости на всех уровнях сети используются стандартные протоколы обмена. Функции, выполняемые в указанных уровнях, представлены на рис.5.4.
Между одноименными уровнями абонентов сети существует виртуальная (логическая) связь, например, между прикладными уровнями взаимодействующих по сети абонентов. Реальную же, физическую связь (кабель, радиоканал) абоненты одной сети имеют только на самом нижнем - физическом уровне. Передаваемая информация проходит все уровни, от верхнего и до нижнего. Принимаемая информация проходит обратный путь: от нижнего к верхнему уровню.
Рис. 5.4. Путь информации от передатчика к приемнику
Каждый более низкий уровень не только производит обработку данных, приходящих с более высокого уровня, но и снабжает их заголовком и служебной информацией. Такой процесс формирования служебной информацией продолжается до последнего (физического) уровня. На физическом уровне сформированный пакет передается по кабелю приемнику. При этом каждый уровень принимающего абонента производит обработку данных, полученных с нижеследующего уровня в соответствии с исключаемой им служебной информацией.
Для связи компьютерных 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 программа. При подключении локальной сети предприятия к глобальной сети важную роль играет понятие сетевой безопасности. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают так называемые брандмауэры, которым может быть специальный компьютер или программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.
Процесс обмена данными между компьютерами модели OSI имеет аналогию почтовой пересылки документа, представленной в таблице 5.1. Каждому уровню модели сопоставляется конкретная задача, в том числе и транспортной среде, то есть передача данных разбивается на отдельные подзадачи. Соглашения для связи между различными уровнями называют протоколом. Данные передаются от седьмого в нижерасположенный уровень с определенным заголовком до тех пор, пока не будет достигнут последний первый уровень. На приемной стороне поступающие данные анализируются и, передаются далее от первого в вышерасположенный уровень, пока информация не будет передана в пользовательский прикладной уровень.
Таблица 5.1. Уровни модели ISO
| Уровень | Аналогия сети |
| Прикладной уровень | Документ создан на бумажном носителе |
| Уровень представления | Документ помещен в пакет и определен вариант доставки (поезд, самолет и т.п.) |
| Сеансовый уровень | Пакет опущен в почтовый ящик |
| Транспортный уровень | Пакет доставлен на почтамт и отделен от других пакетов, использующих другой способ доставки |
| Сетевой уровень | После сортировки пакет помещен в коробку и, тем самым, создана новая единица доставки - коробка |
| Канальный уровень | Коробка с документами помещена, например, в вагон - новая единица доставки |
| Физический уровень | Почтовый вагон прицеплен к составу - появилась новая единица доставки - состав. За доставку теперь отвечает железнодорожная служба, действующая по своему протоколу доставки |
Уровень 7, прикладной. На прикладном уровне с помощью прикладных программ пользователь создает документ. На этом уровне производится передача файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью. Примерами протоколов верхних уровней являются:
- FTP (File Transfer Protocol) - протокол передачи файлов;
- NFS (Network File System) - сетевая файловая система.
Уровень 6, уровень представления. На этом уровне происходит преобразование данных прикладного уровня в формат данных для транспортного уровня.
Уровень 5, сеансовый. На этом уровне происходит проверка прав пользователя и передача документа к протоколам транспортного уровня. Этот уровень отвечает за обмен данными между компьютерами пользователей.
Уровень 4, транспортный. На этом уровне информация разбивается на так называемые пакетами, для передачи их на сетевой уровень. Примером протокола транспортного уровня является:
- TCP (Transmission Control Protocol) - протокол управления передачей.
Уровень 3, сетевой. На этом уровне происходит деление пользователей на группы и задание маршрута пакета, для этого каждый пакет получает адрес, по которому он должен быть доставлен независимо от прочих пакетов. Используются протокол:
- IP(Internet Protocol) - протокол Internet .
Уровень 2, канальный. На этом уровне происходит анализ сигналов на физическом уровне. Например, в компьютере эти функции выполняет сетевая карта или модем. Производится создание, передача и прием кадров данных. Для этого используется протокол Ethernet.
Уровень 1, физический. На нем происходит реальная передача пакетов данных канального уровня и преобразование их в двоичный код потока данных. На физическом уровне определяются параметры среды передачи, которые задаются:
· типом кабелей и разъемов;
· способом подключения кабелей к контактам в разъемах;
· схемой кодирования сигналов.
Средства физического уровня лежат за пределами компьютера. На компьютере получателя информации происходит процесс преобразования данных от двоичных сигналов до документа.
5.3. Среда передачи и сетевое оборудование
Средой передачи информации в компьютерной сети называются каналы связи. В большинстве локальных сетей, используются проводные каналы кабелем «пятой категории», состоящим из четырех витых пар. Существуют и беспроводные сети, в которых информация передается по радиоканалу. Информация в локальных сетях, обычно передается в последовательном коде, такая передача имеет меньшее быстродействие, чем при использовании параллельного кода. Для передачи параллельным кодом требуется большее количество проводов, а это существенно повышает стоимость сети. Кроме того, передача информации на большие расстояния при любом типе кабеля требует сложной передающей и принимающей аппаратуры для формирования и усиления сигналов передачи на физическом уровне. Поэтому допустимая длина кабеля не превышает сотни метров. При выборе кабеля надо учитывать особенности конкретной сети, в том числе и используемую топологию. Для использования в локальных сетях основными параметрами кабеля являются:
· полоса пропускания кабеля - частотный диапазон сигналов, пропускаемых кабелем, и затухание сигнала в кабеле. Два этих параметра тесно связаны между собой, так как с ростом частоты сигнала растет затухание сигнала. Надо выбирать кабель, который на заданной частоте передачи сигналов имеет приемлемое затухание или выбирать частоту сигнала, на которой затухание еще приемлемо. Затухание пропорционально длине кабеля;
· помехозащищенность кабеля и обеспечиваемая им достоверность передачи информации. Для повышения помехоустойчивости передаваемой информации в ряде случаев используют специальные помехоустойчивые коды;
· скорость распространения сигнала по кабелю, определяющая расстояние между компьютерами сети;
· стоимость кабеля компьютерной сети.
Рассмотрим кратко основные виды средств объединения компьютеров в сеть.
Коаксиальный кабель - вид электрического кабеля, состоящий из двух цилиндрических проводников, вставленых один в другой. Чаще всего используется центральный медный проводник, покрытый пластиковым изолирующим материалом, поверх которого идёт второй проводник - медная сетка или алюминиевая фольга. Диаметр кабеля от 6 до 12 миллиметров.
Витая пара(twisted pair) - вид кабеля связи, представляющий собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой для уменьшения взаимных наводок при передаче сигнала и покрытых пластиковой оболочкой. В настоящее время наиболее часто используется в локальных сетях.
Оптоволокно - это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Оптоволокна используются в оптоволоконной связи, которая позволяет передавать цифровую информацию на большие расстояния и с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи.
Беспроводные каналы связи.Для их создания нетребуется никакой прокладки проводов и, кроме того, компьютеры сети можно легко перемещать в пределах помещения. Самым распространенным является радиоканал, обеспечивающий связь на тысячи километров, со скоростью передачи десятки мегабит в секунду, например, спутниковый канал связи. Недостатком радиоканала является его плохая защищенность от прослушивания и недостаточная помехозащищенность.
Для локальных беспроводных сетей WLAN ( Wireless LAN) в настоящее время применяются подключения по радиоканалу на небольшие расстояния , обычно до 100 метров и в пределах прямой видимости, скорость передачи – до 54 Мбит/с. Сети WLAN позволяют устанавливать беспроводные сетевые соединения на ограниченной территории.
Популярные беспроводные технологии Wi-Fi (Wireless Fidelity) и Wi-Max позволяют организовать связь между компьютерами числом от 2 до 15 с помощью концентратора, называемого точкой доступа или нескольких концентраторов, если количество компьютеров от 10 до 50. Кроме того, эта технология дает возможность связать две локальные сети на расстоянии до 25 километров с помощью мощных беспроводных мостов. Многие ноутбуки уже имеют встроенный контроллер Wi-Fi, что существенно упрощает их подключение к беспроводной сети. Радиоканал широко применяется в глобальных сетях, как для наземной, так и для спутниковой видов связи. В этом применении у радиоканала нет конкурентов, так как радиоволны могут распространяться в любую точку земного шара.
Инфракрасный канал также не требует соединительных проводов, его основное преимущество по сравнению с радиоканалом - нечувствительность к электромагнитным помехам. Обычно используется на небольшие расстояния для подключения клавиатуры и «мышки» к компьютеру.
5.3.1. Сетевое оборудование
Аппаратура компьютерных сетей обеспечивает связь между абонентами сети на физическом уровне. К основному сетевому оборудованию относятся:
· кабели для передачи информации;
· сетевые адаптеры;
· концентраторы;
· мосты;
· маршрутизаторы;
· шлюзы.
Рассмотрим их назначения и функции.
Сетевые адаптеры (контроллеры, сетевые платы и карты) – являются частью локальной сети. Назначение сетевого адаптера – это сопряжение компьютеров сети для обмена информацией между компьютером и каналом связи в соответствии с используемыми протоколами. Именно они реализуют функции двух нижних уровней модели OSI. Обычно, сетевой адаптер это плата, подключаемая к системной магистрали компьютера. Она имеет внешний разъем для подключения к ней кабеля сети. Сетевой адаптер имеет магистральные и сетевые функции. Магистральные функции, осуществляют взаимодействие адаптера с магистралью компьютера для определения своего магистрального адреса, пересылки данных между компьютерами.
К сетевым функциям адаптеров относятся:
· гальваническая развязка входа компьютера и кабеля локальной сети;
· преобразование логических сигналов в физические и наоборот;
· распознавание своих принимаемых пакетов;
· хранение информации в буферной памяти адаптера;
· организация доступа к сети, подсчет контрольной суммы пакетов для проверки правильности их передачи.
Сетевой концентратор или хаб (узел сети) - сетевое устройство для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. Основными характеристиками концентраторов являются:
· количество портов - разъёмов для подключения сетевых линий, обычно выпускаются с 4, 5, 6, 8 и 16 портами (наиболее популярны последние два). Концентраторы с большим количеством портов значительно дороже, однако их можно соединять каскадно, для чего предусмотрены специальные порты;
· скорость передачи данных - измеряется в Мбит/с, выпускаются концентраторы со скоростью 10 Мбит/с, 100 Мбит/с и 1 Гбит/с. Существуют концентраторы с возможностью изменения скорости. Скорость может переключаться как автоматически, так и с помощью перемычек или переключателей;
· тип сетевого носителя - обычно это витая пара или оптоволокно, но существуют концентраторы и для других носителей, а также смешанные, например, для витой пары и коаксиального кабеля.
Коммутаторы(switch), как и концентраторы, служат для соединения сегментов в сеть. Они также производят сортировку поступающих на них пакетов. Пакеты, передаваемые между абонентами одного сегмента, через коммутатор не проходят.
Маршрутизатор(router)- сетевое устройство, которое на основании информации о топологии сети, используя таблицу маршрутизации и адрес получателя, организует передачу пакетов сетевого уровня их получателю. Они применяются в сетях, имеющих альтернативные маршруты между компьютерами сети.
Шлюзы(gateway) – это устройства для соединения сетей с различными протоколами. Шлюзы реализуют связь между абонентами на верхних уровнях модели OSI.
Шлюзы реализуются на базе компьютеров, подключенных к сети с помощью сетевых адаптеров. Они представляют собой специализированные абонентские узлы сети. Мосты, как и коммутаторы, работают на втором уровне модели OSI, но в последнее время мосты быстро вытесняются коммутаторами, являющимися более функциональными.
К дополнительному сетевому оборудованию ЛВС относят источники бесперебойного питания (ИБП), модемы, трансиверы, репитеры, а также различные разъемы (коннекторы, терминаторы). ИБП служат для повышения устойчивости работы сети и обеспечения сохранности данных на сервере. При сбоях по питанию ИБП, подключаемый к серверу через специальный адаптер, выдает сигнал серверу, обеспечивая в течение некоторого времени стабильное напряжение. По этому сигналу сервер выполняет процедуру завершения своей работы, которая исключает потерю данных. Основным критерием выбора ИБП является мощность, которая должна быть не меньше мощности, потребляемой подключаемым к ИБП сервером.
Трансивер – это устройство подключения PC к толстому коаксиальному кабелю.
Повторители (repeater) - используются для усиления и формирования физических сигналов, что позволяет увеличивать длину сети за счет соединения сегментов сетей.
Коннекторы (соединители) необходимы для соединения сетевых адаптеров компьютеров с тонким кабелем, а также для соединения кабелей друг с другом.
Терминаторыслужат для подключения к открытым кабелям сети, а также для заземления – это, так называемые, терминаторы с заземлением.
5.3.2 Стандартные сетевые протоколы
Протоколы – это набор правил и процедур, определяющих порядок выполнения передачи пакетов данных между компьютерами сети. Обмен данными возможен только между компьютерами, работающими по одному и тому же протоколу. Драйвер сетевого адаптера обеспечивает связь с сетевыми программами. Драйвер подде