Компьютерные сети. Часть 1

1. Компьютерные сети-1

1. Основы компьютерных сетей (КС)
2. Среда передачи данных. Основные
характеристики
3. Классификация КС
4. Локальные КС. Понятие топологии сети

2. Основные определения

Компьютерная сеть представляет собой
совокупность компьютеров, соединенных
линиями связи.
Линии связи образованы средой передачи
данных и коммуникационными
устройствами.

3. Основные цели создания КС

Целями объединения компьютеров в
сеть являются:
1. повышение эффективности
использования компьютеров;
2. возможность совместного использования
данных и устройств;
3. оперативный доступ к информации
общего пользования.

4. Преимущества КС

Создание сети в масштабах организации
(например, университета), позволяет
автоматизировать ее документооборот,
организовать доступ к внешним сетям
(например, Internet) для пользователей
сети, использовать общие ресурсы
(дорогостоящее оборудование –
высококачественные принтеры,
графопостроители, дисковые массивы
большой емкости).

5. Преимущества КС

Использование сети приводит к
совершенствованию коммуникаций; КС
снижают потребность организации в других
формах передачи информации, таких как
телефон или обычная почта.
КС может интегрировать данные и
мультимедийную информацию, использоваться
для проведения аудио- и видеоконференций.
На основе такой сети может быть создана,
например, внутренняя телефонная сеть (IPтелефония).

6. Среда передачи данных

Физическая среда передачи данных может
представлять собой кабель, земную атмосферу
или космическое пространство, через которые
распространяются электромагнитные волны.
В зависимости от среды передачи данных линии
связи разделяются на следующие
проводные (воздушные);
кабельные (медные и волоконно-оптические);
радиоканалы наземной и спутниковой связи.

7. Среда передачи данных

Проводные линии связи в КС используются
редко; широко применяются кабели.
В КС применяются три основных типа
кабеля: кабели на основе скрученных пар
медных проводов (витая пара),
коаксиальные кабели и волоконнооптические кабели.
Радиоканалы наземной и спутниковой
связи образуются с помощью
передатчика и приемника радиоволн.

8. Характеристики среды передачи

Вид
Длина сегмента, м
Скорость
передачи, Мбит/с
Коаксиальный кабель
До 550
10
100
1000
Тысячи км
(одномодовый),
2 км (многомодовый)
2000
Витая пара
Оптоволоконный
кабель

9. Классификация КС

Для классификации КС чаще всего
используется территориальный признак величина территории, которую покрывает
сеть. Принято выделять три вида сетей
К локальным сетям (LAN – Local Area
Network) относят КС, сосредоточенные на
небольшой территории (обычно в радиусе
не более 2 км, чаще – гораздо меньше).

10. Классификация КС

Глобальные сети (WAN – Wide Area Network) –
объединяют территориально рассредоточенные
компьютеры, которые могут находиться в различных
городах и странах.
Городские (региональные) сети (MAN – Metropolitan
Area Network) – предназначены для обслуживания
территории крупного города или региона.
Корпоративные сети – предназначены для
обслуживания крупных компаний. В таких сетях могут
использоваться технологии как локальных
(например, внутри офисов) так и глобальных (связь с
филиалами и отделениями в других городах и
странах).

11. Локальные КС

В общем случае локальная сеть
представляет собой коммуникационную
систему, принадлежащую одной
организации.
Так как расстояния в локальных сетях
невелики, имеется возможность
использования относительно недорогих
высококачественных линий связи, которые
позволяют достигать высоких скоростей
обмена данными порядка 1 Гбит/с.

12. Понятие топологии локальной сети

Топология сети – описание физического
расположения сети, ее геометрическая модель.
Существует четыре основных топологии:
• Bus (шина);
• Ring (кольцо);
• Star (звезда);
• Mesh (ячеистая).
Другие топологии обычно являются комбинацией
двух и более главных типов.

13. Топология Bus – «общая шина»

Состоит их единственного кабеля, к которому
присоединены все компьютеры сегмента.
Трансивер
Терминатор

14. Топология Bus – «общая шина»

Достоинства топологии «общая шина»:
простота;
минимум оборудования;
невысокая стоимость.
Недостатки топологии «общая шина»:
низкая производительность;
повреждение одного сегмента выводит из
строя всю сеть.

15. Топология Ring – «кольцо»

Линия передачи
данных фактически
образует логическое
кольцо, к которому
подключены все
компьютеры сети
репитер

16. Топология Ring – «кольцо»

Достоинства топологии «кольцо»:
простота установки и настройки;
минимум оборудования;
невысокая стоимость.
Недостатки топологии «кольцо»:
сложность поддержки в больших сетях;
повреждение одного сегмента выводит из
строя всю сеть.

17. Топология Star – «звезда»

Все компьютеры в
сети соединены
друг с другом с
помощью
центрального
концентратора
Центральный
узел
коммутации

18. Топология Star – «звезда»

Достоинства топологии «звезда»:
повреждения сегмента не приводят к прекращению
работы сети;
хорошая масштабируемость;
простота обнаружения неисправностей.
Недостатки топологии «звезда»:
большее количество кабеля (по сравнению с другими
видами сетей, кроме топологии «ячеистая»);
необходимость дополнительного оборудования
(концентратор);
повреждение концентратора выводит из строя всю
сеть.

19. Топология Mesh – «ячеистая»

Соединяет все компьютеры попарно.
Достоинства топологии «ячеистая»:
высокая устойчивость к сбоям;
Недостатки топологии «ячеистая»:
большее количество кабеля (по
сравнению с другими видами сетей);
сложность установки, настройки и
поддержки

20. Способы организации локальной сети

Существует два основных способа:
1. Одноранговая сеть
2. Сеть с выделенным сервером
Клиент – обычный компьютер в сети.
Сервер – компьютер в сети, выполняющий
функции управления и обслуживания сети.

21. Одноранговые сети

Компьютеры в одноранговых сетях могут
выступать как в роли клиентов, так и в
роли серверов.
Так как все компьютеры в этом типе сетей
равноправны, одноранговые сети не
имеют централизованного управления
разделением ресурсов.
Любой из компьютеров может разделять
свои ресурсы с любым компьютером в той
же сети.

22. Одноранговые сети

Достоинства одноранговой сети
Простота установки и настройки;
отдельные машины не зависят от выделенного
сервера;
невысокая стоимость эксплуатации;
нет необходимости в дополнительном оборудовании
или программном обеспечении;
нет необходимости в администраторе сети.
Недостатки одноранговых сетей:
падение производительности при доступе к общему
ресурсу;
отсутствие централизованной организационной
схемы для поиска и управления доступом к данным.

23. Сети с выделенным сервером

Сети с выделенным сервером опираются на
специализированные компьютеры, называемые
серверами, представляющими собой
централизованные хранилища сетевых ресурсов
и объединяющими централизованное
обеспечение безопасности и управление
доступом.
Сервер, как правило, более производительный и
дорогостоящий компьютер. Такая сеть обычно
реализует технологию «клиент-сервер» - один
из компьютеров (сервер) предоставляет свои
ресурсы другому компьютеру (клиенту).

24. Сети с выделенным сервером

Преимущества сетей с выделенным сервером
обеспечивают централизованное управление
безопасностью и доступом;
более мощное оборудование означает и более
эффективный доступ к сетевым ресурсам.
Недостатки сетей с выделенным сервером
неисправность сервера может сделать сеть
неработоспособной;
такие сети требуют квалифицированного
персонала для сопровождения программного
обеспечения;
общая стоимость такой сети выше.

25. Функции серверов

Функции, выполняемые серверами, весьма
многообразны. Примером этого могут служить файлсерверы, принт-серверы, серверы приложений,
почтовые и факс-серверы, коммуникационные
серверы.
В небольших сетях один и тот же компьютер может
выполнять роль сразу нескольких серверов.
Например, в локальной сети Интернет-центра
КубГАУ один компьютер выполняет роль
коммуникационного сервера (обеспечивает выход
в Интернет клиентским компьютерам сети),
почтового сервера (для домена kubagro.ru), файлсервера (хранение файловых архивов) и webсервера (www.kubagro.ru).