Этап получения новых знаний.

Введение

Создание компьютерный сетей вызвано потребностью совместного использования информации на удаленных друг от друга компьютерах.

Основное назначение компьютерных сетей - совместное использование ресурсов и осуществление связи как внутри одной организации, так и за ее пределами.

Ресурсы - это данные, приложения, периферийные устройства, такие, как cd-rom, принтер.

Все сети делятся на три типа:

- одноранговые сети;

- сети на основе сервера;

- комбинированные сети.

Локальной сетью обычно называют несколько независимых компьютеров, которые соединены между собой какими-то проводами. Если говорить более грамотным техническим языком, — снабжены коммуникационным оборудованием и подключены к единому каналу передачи данных. Если посмотреть на локальную сеть со стороны — это вечно спотыкающиеся о провода люди, крики пользователей «у всех есть сеть?», лазерный принтер, давно перекрывший свой месячный ресурс печати и страдающий хронической бумажной недостаточностью.
Согласно определению сети ЭВМ международной организации по стандартизации, сеть ЭВМ — это последовательная бит-ориентированная передача информации между связанными друг с другом независимыми устройствами. Эта сеть обычно находится в частном ведении пользователя и занимает некоторую ограниченную территорию.
Понятие «локальная вычислительная сеть» — ЛВС (LAN — Local Area Network) больше относится к географически ограниченным понятиям. Компьютеры такой сети обычно расположены на небольшом расстоянии друг от друга (порядка 1 километра). Это обеспечивает «локальность» сети. Типичная локальная сеть — это сеть масштаба офиса. Большие расстояния подразумевают уже другие способы обмена данными и другие виды коммуникационного оборудования, отличные от применяемых в локальных сетях. Такие сети принято называть «глобальными».

Для работы локальной сети на ваших компьютерах необходимо выполнить следующие действия.

Во-первых, соединить ваши компьютеры посредством какой-либо коммуникационной аппаратуры.

Во-вторых, запустить на этих компьютерах специальное сетевое программное обеспечение, которое, собственно, и будет выполнять необходимые вам операции в локальной сети. В качестве коммуникационной аппаратуры обычно используют специализированные адаптеры сети, которые вставляются в свободный слот компьютера. Адаптеры соединяются между собой кабелем и различным дополнительным оборудованием. Следует подчеркнуть, что объединению подлежат лишь однотипные адаптеры (например, адаптеры Arcnet с Arcnet, Ethernet с Ethernet, но не Arcnet с Ethernet). Тип кабеля и набор дополнительного оборудования определяется специально для каждого конкретного случая. При установке любой коммуникационной аппаратуры необходимо убедиться в наличии драйвера к этой аппаратуре в запускаемом вами сетевом программном обеспечении. Иначе ваши программы просто не увидят ваше «железо».
Те, кто не может позволить себе приобрести специальные адаптеры, могут попробовать соединить свои компьютеры через стандартные разъемы СОМ и LРТ.

Актуализация знаний.

Тема нашего сегодняшнего урока «Локальные компьютерные сети». Но прежде чем мы приступим к изучению нового материала, давай ответим на следующие вопросы:

1) Опишите общую схему передачи информации. (Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи информации и получателя информации. Если производится двусторонний обмен информацией, то отправитель и получатель информации могут меняться ролями.)

2) Что является основной характеристикой каналов передачи информации? (Пропускная способность)

3) Что такое пропускная способность канала и в чем она измеряется? (Пропускная способность канала — это скорость передачи информации. Измеряется в бит/с и кратные ему единицы)

4) От чего зависит пропускная способность канала? (Пропускная способность канала зависит от количества информации и времени передачи этой информации по каналу передачи)

5) Какое количество байтов будет передаваться за одну секунду по каналу передачи информации с пропускной способностью 100 Мбит/с? (13107200 байт)

Классификация ЛВС

По уровню управления выделяют следующие ЛВС:

ЛВС рабочих групп, которые состоят из нескольких ПК, работающих под одной операционной системой. В такой ЛВС, как правило, имеется несколько выделенных серверов: файл-сервер, сервер печати;

ЛВС структурных подразделений (отделов). Данные ЛВС содержат несколько десятков ПК и серверы типа: файл-сервер, сервер печати, сервер баз данных;

ЛВС предприятий (фирм). Эти ЛВС могут содержать свыше 100 компьютеров и серверы типа: файл-сервер, сервер печати, сервер баз данных, почтовый сервер и другие серверы.

По назначению сети подразделяются на:

вычислительные сети, предназначенные для расчетных работ;

информационно-вычислительные сети, которые предназначены, как для ведения расчетных работ, так и для предоставления информационных ресурсов;

информационно-советующие, которые на основе обработки данных вырабатывают информацию для поддержки принятия решений;

информационно-управляющие сети, которые предназначены для управления объектов на основе обработки информации.

По типам используемых компьютеров можно выделить:

однородные сети, которые содержат однотипные компьютеры и системное программное обеспечение;

неоднородные сети, которые содержат разнотипные компьютеры и системное программное.

По административным отношениям между компьютерами можно выделить:

ЛВС с централизованным управлением (с выделенными серверами). Централизованные локальные сети строятся на основе архитектуры "клиент-сервер", которая предполагает выделение в сети "серверов" и "клиентов";

ЛВС без централизованного управления (децентрализованные) или одноранговые (одноуровневые) сети. Одноранговые ЛВС основаны на равноправной (peer-to-peer) модели взаимодействия компьютеров, в которой каждый компьютер может быть как сервером, так и клиентом.

По топологии (основным топологиям) ЛВС делятся на:

топологию "шина";

топологию "звезда";

топологию "кольцо";

топологию "дерево".

По архитектуре (основным типам архитектур) ЛВС делятся на:

Ethernet;

Arcnet;

Token ring;

FDDI.

Выбор типа ЛВС зависит от потребностей пользователей и финансовых возможностей предприятия.

Локально-вычислительные сети (LAN) являются "транспортной" системой передачи данных любого предприятия. По LAN передается весь внутренний информационный трафик, по ним поступает информация извне и по ним уходит опять во внешний мир.

Независимо от объема передаваемого трафика должна быть правильно выстроена вся структура сети, включая систему маршрутизации внутренних сетевых информационных потоков.

Построение сети

Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптоволоконные кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные - через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь шлюзы с другими локальными сетями, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Оборудование ЛВС можно подразделить на:

активное - коммутаторы, маршрутизаторы и т.д.

пассивное - кабели, монтажные шкафы, кабельные каналы, коммутационные панели, информационные розетки компьютерное и периферийное - серверы, рабочие станции, принтеры, сканеры.

Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

Маршрутизация в локальных сетях используется примитивная, если она вообще необходима. Чаще всего это статическая либо динамическая маршрутизация (основанная на протоколе RIP).

Иногда в локальной сети организуются рабочие группы - формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.

Сетевой администратор - человек, ответственный за работу локальной сети или её части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределённого круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.

Адресация

В локальных сетях, основанных на протоколе IP, могут использоваться специальные адреса, назначенные IANA (стандарты RFC 1918 и RFC 1597):

10.0.0.0-10.255.255.255;

172.16.0.0-172.31.255.255;

192.168.0.0-192.168.255.255.

Такие адреса называют локальными или серыми, эти адреса не маршрутизируются в Интернет. Необходимость использовать такие адреса возникла из-за того, что, когда разрабатывался протокол IP, не предусматривалось столь широкое его распространение, и постепенно адресов стало не хватать. Как вариант был придуман протокол IPv6. Однако он пока не стал популярным и поэтому стали использовать локальные адреса. В различных непересекающихся LAN адреса могут повторяться, и это не является проблемой, так как доступ в другие сети происходит с применением технологий, подменяющих или скрывающих адрес внутреннего узла сети за её пределами - NAT или proxy дают возможность подключить ЛВС к глобальной сети (WAN). Для обеспечения связи локальных сетей с глобальными применяются маршрутизаторы (в роли шлюзов и файрволов).

Конфликт адресов - распространённая ситуация в локальной сети, при которой в одной IP подсети оказываются два или более компьютеров с одинаковыми IP адресами. Для предотвращения таких ситуаций и облегчения работы сетевых администраторов применяется протокол DHCP, с помощью которого можно автоматически назначать адреса компьютерам.

Топология сетей

Топология сети определяется размещением узлов в сети и связей между ними. Из множества возможных построений выделяют следующие структуры: звезда, кольцо, шина, дерево.

Star (network) - звезда-топология сети, в которой соединения между станциями или узлами сети устанавливаются через концентратор.

Ring (network) - кольцо - топология сети, все станции которой соединены только с двумя соседними (слева и справа). Все данные в этой сети передаются от одной станции к другой в одном направлении. Каждая станция работает как повторитель.

Bus (network) - шина - топология сети, все станции которой подсоединены к одному кабелю. Каждая станция принимает сигналы, переданные любой другой станцией, распознает предназначенные ей пакеты и имеет возможность проигнорировать к ней не относящиеся.

Tree (network) - дерево - топология сети с более чем двумя оконечными и по крайней мере двумя промежуточными узлами (концентраторами). В такой сети между любыми двумя узлами существует только один путь.

Топология "звезда". Каждый компьютер через сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. Все сообщения проходят через центральное устройство, которое обрабатывает поступающие сообщения и направляет их к нужным или всем компьютерам.

Звездообразная структура чаще всего предполагает нахождение в центральном узле специализированной ЭВМ или концентратора.

Достоинства "звезды":

простота периферийного оборудования;

каждый пользователь может работать независимо от остальных пользователей;

высокий уровень защиты данных;

легкое обнаружение неисправности в кабельной сети.

Недостатки "звезды":

выход из строя центрального устройства ведет к остановке всей сети;

высокая стоимость центрального устройства;

уменьшение производительности сети с увеличением числа компьютеров, подключенных к сети.

Топология "кольцо". Все компьютеры соединяются друг с другом в кольцо. Здесь пользователи сети равноправны. Информация по сети всегда передается в одном направлении. Кольцевая сеть требует специальных повторителей, которые, приняв информацию, передают ее дальше как бы по эстафете; копируют в свою память (буфер), если информация предназначается им; изменяют некоторые служебные разряды, если это им разрешено. Информацию из кольца удаляет тот узел, который ее послал.

Достоинства "кольца":

отсутствие дорогого центрального устройства;

легкий поиск неисправных узлов;

отсутствует проблема маршрутизации;

пропускная способность сети разделяется между всеми пользователями, поэтому все пользователи гарантированно последовательно получают доступ к сети;

простота контроля ошибок.

Недостатки "кольца":

трудно включить в сеть новые компьютеры;

каждый компьютер должен активно участвовать в пересылке информации, для этого нужны ресурсы, чтобы не было задержек в основной работе этих компьютеров;

время отклика в кольце зависит от числа подключенных к нему станций - чем их больше, тем длительнее задержка передаваемых данных;

в случае выхода из строя хотя бы одного компьютера или отрезка кабеля вся сеть парализуется. Однако большинство сетей, основанных на этой топологии, имеют средства автоматического восстановления работоспособности после отказа узла. Например, в сетях Token Ring и FDDI неисправная рабочая станция просто исключается из кольца, так что соседние с нею станции соединяются напрямую. В этих сетях предусмотрены также средства восстановления магистрального кабеля между концентраторами.

Топология "общая шина". Общая шина наиболее широко распространенна в локальных вычислительных сетях. Топология "общая шина" предполагает использование одного кабеля (шины), к которому непосредственно подключаются все компьютеры сети. В данном случае кабель используется всеми станциями по очереди, т.е. шину может захватить в один момент только одна станция. Доступ к сети (к кабелю) осуществляется путем состязания между пользователями. В сети принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать данные. Возникающие конфликты разрешаются соответствующими протоколами. Информация передается на все станции сразу.

Достоинства "обшей шины":

простота построения сети;

сеть легко расширяется;

эффективно используется пропускная способность канала;

надежность выше, т.к. выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом.

Недостатки "общей шины":

ограниченная длина шины;

нет автоматического подтверждения приема сообщений;

возможность возникновения столкновений (коллизий) на шине, когда пытаются передать информацию сразу несколько станций;

низкая защита данных;

выход из строя какого-либо отрезка кабеля ведет к нарушению работоспособности сети;

трудность нахождения места обрыва.

Топология "дерево". Эта структура позволяет объединить несколько сетей, в том числе с различными топологиями или разбить одну большую сеть на ряд подсетей.

Разбиение на сегменты позволит выделить подсети, в пределах которых идет интенсивный обмен между станциями, разделить потоки данных и увеличить, таким образом, производительность сети в целом. Объединение отдельных ветвей (сетей) осуществляется с помощью устройств, называемых мостами или шлюзами. Шлюз применяется в случае соединения сетей, имеющих различную топологию и различные протоколы. Мосты объединяют сети с одинаковой топологией, но может преобразовывать протоколы. Разбиение сети на подсети осуществляется с помощью коммутаторов и маршрутизаторов.

Понятие локальной сети

Что такое компьютерная сеть?

Два компьютера соединенных друг с другом кабелем, уже представляют собой простую компьютерную сеть (Network). Это позволяет им использовать свои ресурсы совместно. Все сети основываются именно на этом принципе. Благодаря компьютерным сетям не надо больше бегать от компьютера к компьютеру с дискетой или бумагами, не надо больше каждому компьютеру по принтеру - зачем, когда есть сетевой принтер. Сетью называется группа соединенных компьютеров и других устройств. А использование общих ресурсов в сети называется - сетевым взаимодействием.

Локальными вычислительными сетями (ЛВС, LAN) считаются сети расположенные в пределах одного здания или одной не большой организации и объединяющие некоторое количество компьютеров, принтеров, сканеров и т.д. (цифра зависит от конкретной сети).

Список литературы

· Шафрин Ю., Основы компьютерной технологии.- М.: АБФ, 1997

· Журнал для пользователей персональных компьютеров Мир ПК.

· Журналы Компьютер Пресс.

· Еженедельник для предпринимателей и специалистов в области информационных технологий ComputerWeek Moscow.

· Е.В. Михеева «Информационные технологии в профессиональной деятельности», Москва, 2005 г.

· “Компьютерные технологии обработки информации” под редакцией С.В.Назарова

· А.Н. Мезинов, А.Е. Щербухин «Компьютер для менеджера», 2003г.

· Информатика. Практикум по технологии работы на компьютере под ред. Н.В.Макаровой

Введение

Ресурсы - это данные, приложения, периферийные устройства, такие, как cd-rom, принтер.

Все сети делятся на три типа:

- одноранговые сети;

- сети на основе сервера;

- комбинированные сети.

Для работы локальной сети на ваших компьютерах необходимо выполнить следующие действия.

Во-первых, соединить ваши компьютеры посредством какой-либо коммуникационной аппаратуры.

Актуализация знаний.

2) Что является основной характеристикой каналов передачи информации? (Пропускная способность)

Этап получения новых знаний.

Как только были созданы компьютеры, то у людей появилась необходимость переносить информацию с одного компьютера на другой. Сначала это делали с помощью различных носителей таких как: диск, дискета. Но со временем появились компьютерные сети.

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, связанная каналами передачи информации.

И сегодня на уроке мы поговорим о самом простом виде компьютерных сетей – это локальная компьютерная сеть.

Самый простой и «традиционный способ» передачи информации с одного компьютера на другой – это поместить информацию на физический носитель, например, на флешку и перенести на другой компьютер.

Но если же вы заметили, то этот способ требует много дополнительных действий:

Для начала нам нужно записать информацию на флешку.

Потом взять эту флешку и перенести к другому компьютеру.

Но если же компьютер, на который нужно сбросить информацию, находится, например, в соседнем здании или же вообще в другом городе, то уже этот способ становится не совсем удобным для нас.

Поэтому, чтобы передача информации была более организована, и придумали компьютерные сети

Давайте рассмотрим еще один пример.

В семье Самойловых есть стационарный компьютер и ноутбук. Стационарным компьютером пользуется Ваня, а ноутбуком – его сестра Алеся. Алесе нужно было срочно сделать реферат и отнести его в школу.

Через час реферат был готов, осталось только распечатать.

Т.к. у них дома не настроена локальная сеть, то возникла маленькая проблемка: принтер был соединен только со стационарным компьютером, и к тому же за ним работает Ваня.

Для начала Алесе нужно, закачать реферат на флешку, попросить у Вани компьютер для пользования, потом вставить флешку в USB-разъем этого компьютера и с его помощью распечатать реферат.

Как видите, ей нужно делать много лишних действий, и было бы намного проще, если и компьютер, и ноутбук были бы объединены в локальную сеть. Т.е. она могла бы распечатать свой реферат, как с компьютера, так и с ноутбука.

Также гораздо проще, используя локальную сеть, передавать файлы с одного компьютера на другой, и обратно, без каких-либо других дополнительных носителей.

Из этих примеров, мы можем выделить несколько задач компьютерной сети:

Первое – обмен информацией.

Второе – использование ресурсов других компьютеров, которые подключены к данной сети.

И в третьих – это защита данных и ресурсов от несанкционированного доступа. Чаще всего это используют корпорации.

Если же говорить о типах компьютерных сетей, то можно выделить такие как: локальная, региональная, корпоративная и глобальная.

Локальная компьютерная сеть – это самый простой вид компьютерных сетей, потому что она объединяет компьютеры, которые расположены на небольших расстояниях друг от друга. Например, это компьютеры в вашем кабинете информатике.

Региональная компьютерная сеть – это объединение компьютеров и локальных сетей, для решения общих проблем регионального масштаба. Но чаще всего это сеть какой то страны.

Корпоративная компьютерная сеть – это объединение компьютеров и локальных сетей в пределах корпорации. С помощью данной сети можно обмениваться информацией в пределах одной организации, например, это банки или же сеть магазинов.

Глобальная компьютерная сеть включает в себя локальные, региональные и корпоративные сети, которые соединены между собой многочисленными каналами передачи информации.

Т.е. это объединение компьютеров и локальных сетей, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.

В небольших локальных сетях, которых объединяют около 10 компьютеров, все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать доступными для других пользователей сети.

После этого пользователи, которые работаю за другими компьютерами, подключенных к данной сети, могут пользоваться ресурсами чужого компьютера. И такие сети называются одноранговыми.

Но в этой сети есть недостатки. Один из главных недостатков – это слабая незащищенность информации от несанкционированного доступа.

В локальной сети, где подключено более 10 компьютеров, для более надежного хранения информации выделяют специальные компьютеры, на которых хранятся файлы или программы-приложения. Такие компьютеры называют серверами, а локальную сеть – сетью на основе серверов.

Т.к. на сервере хранится наиболее важная информация, то правила доступа к этой информации устанавливает один человек – администратор сети.

Компьютеры, которые подключены к локальной сети, в операционной системе Windows входят в папку Сеть, а в операционной системе Linux – в папку Сетевые ресурсы.

В оперативной системе Windows щелчок по значку Сеть, находящемся на рабочем столе, вызывает окно, которое содержит в себе папки компьютеров, подключенных к данной сети.

Каждый компьютер из сети является папкой, содержащей папки дисков. Если к дискам и папкам компьютера предоставлен доступ, то любой пользователь сети может использовать их как свои собственные.

Давайте рассмотрим, как компьютеры объединяются в сеть. Если же мы хотим объединить несколько компьютеров к локальной сети, то каждый компьютер должен иметь специальную плату, которая называется сетевой адаптер. Ну а сами компьютеры объединены между собой с помощью кабеля.

Что касается объединения компьютеров в сеть, то есть различные виды подключения. И такие виды подключения называются топологией сети.

Сети Enternet могут иметь топологию «шина», «звезда» и «кольцо».

Этап получения новых знаний. - student2.ru Для топологии «шина» характерно, что все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине). Она проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

Этап получения новых знаний. - student2.ru В типологии «звезда» - имеется специальное центральное устройство, от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю. В отличие от типологии «шина», типология «звезда» более устойчива. Если кабель поврежден то это проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Т.е. не требуется усилий по локализации неисправности.

Этап получения новых знаний. - student2.ru В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца.

Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.

Еще есть более современный способ организации локальной сети – это организация локальной сети с помощью беспроводной компьютерной сети: технологии WiFi. Вернемся к нашему примеру про семью Самойловых, Ваня работает за стационарным компьютером, а Алеся – за ноутбуком. Вот Алесе было бы гораздо проще распечатать свой реферат, если она была бы подключена к сети, и к тому же беспроводной, то она с легкостью могла пользоваться информационными ресурсам другого компьютера, который подключен к этой же сети.