В настоящее время компьютерные сети составляют основу всей информационной структуры многих учреждений и предприятий. Появление компьютерных сетей стало началом новой эры в обработке информации
 Скачать 0.61 Mb.
|
1 2 Размещено на http://www.allbest.ru/ Введение В настоящее время компьютерные сети составляют основу всей информационной структуры многих учреждений и предприятий. Появление компьютерных сетей стало началом новой эры в обработке информации. С момента своего появления сети продолжают играть все возрастающую роль во многих областях. Сейчас достаточно трудно представить себе организацию, занимающуюся любым видом деятельности, без локальной сети. Существует много приложений, требующих дистанционного обновления баз данных, которое может сочетаться с доступом к данным. Система резервирования авиабилетов, аппаратуры автоматического подсчета голосов, системы управления инвентаризацией и т. д. являются такими примерами. В приложениях подобного типа имеются множество географически распределенных пунктов, в которых требуются входные данные. Еще одним широко известным приложением является электронная почта, для людей пользующихся сетью. Такую почту можно читать, заносить в файл, направлять другим пользователям, дополняя, быть может, комментариями, или читать, находясь в различных пунктах сети. Очевидно, что такая служба имеет много преимуществ по сравнению с традиционной почтой с точки зрения скорости доставки и гибкости. В промышленности средств связи уделяется большое внимание системам передачи данных на большие расстояния. Индустрия глобальных сетей развивается и занимает прочные позиции. Локальные сети являются относительно новой областью средств передачи данных. Целью данной курсовой работы является закрепление знаний по основным положениям курса, приобретение практических навыков по проектированию сетей по заданным характеристикам. 1. Теоретические основы организации локальных сетей. Общие сведения о сетях Локальная сеть — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов. 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. Локальные сети составляют один из быстроразвивающихся секторов промышленности средств связи, локальные сети часто называют сетью для автоматизированного учреждения. Локальные сети описывается обычно следующими характеристиками: - каналы обычно принадлежат организации пользователя; - каналы являются высокоскоростными (1-400 Мбитс). - устройства обычно располагаются неподалёку друг от друга, в пределах здания или территории предприятия; - каналы имеют более высокое качество по сравнению с каналами глобальных сетей; - расстояние между рабочими станциями, подключаемыми к локальной сети, обычно составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч футов; - локальные сети передаёт данные между станциями пользователей ЭВМ (некоторые локальные сети передают речевую и видеоинформацию); - пропускная способность локальных сетей, как правило, больше, чем у глобальной сети; - канал локальной сети обычно находится в монопольной собственности организации, использующей сеть. Телефонные компании обычно непричастны к владению или управлению каналами. Однако телефонные каналы предлагают пользователю локальных сетей широкий диапазон услуг; - интенсивность ошибок в локальных сетях значительно ниже по сравнению с глобальными сетями на базе телефонных каналов. Однако сети имеют и довольно существенные недостатки, о которых всегда следует помнить: - сеть требует дополнительных, иногда значительных материальных затрат на покупку сетевого оборудования, программного обеспечения, на прокладку соединительных кабелей и обучение персонала. - сеть требует приёма на работу специалиста (администратора сети), который будет заниматься контролем работы сети, ее модернизацией, управлением доступом к ресурсам, устранением возможных неисправностей, защитой информации и резервным копированием. Для больших сетей может понадобиться целая бригада администраторов. - сеть ограничивает возможности перемещения компьютеров, подключённых к ней, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей. - сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты от них придётся уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров. Ведь достаточно инфицировать один и все компьютеры сети будут поражены. - сеть резко повышает опасность несанкционированного доступа к информации с целью ею кражи или уничтожения. Информационная защита требует проведения целого комплекса технических и организационных мероприятий. Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные, оптические связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней. 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. О топологиях локальных сетях. Под топологией компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей и не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по собственному пути. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом, надёжность работы, возможности расширения сети. И хотя выбирать топологию пользователю сети приходится нечасто, знать об особенностях основных топологий, их достоинствах и недостатках надо. Существует три, базовые топологии сети это «шина» «звезда» и «кольцо». На практике нередко используют и другие топологии локальных сетей, однако большинство сетей ориентировано именно на три базовые топологии. Шина — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передаётся всем остальным компьютерам (рис. 1)  Рисунок 1 Топология шина (или, как ее еще называют, общая шина) самой своей структурой предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов по доступу к сети. Компьютеры в шине могут передавать только по очереди, так как линия связи в данном случае единственная. Если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения. Для увеличения длины сети с топологией шина часто используют несколько сегментов (частей сети, каждый из которых представляет собой шину), соединенных между собой с помощью специальных усилителей и восстановителей сигналов — репитеров или повторителей. Однако такое наращивание длины сети не может продолжаться бесконечно. Ограничения на длину связаны с конечной скоростью распространения сигналов по линиям связи. Достоинства «шины»: - простота построения сети; - сеть легко расширяется; - эффективно используется пропускная способность канала; - надёжность выше, т.к. выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом. Недостатки «шины»: - ограниченная длина шины; - нет автоматического подтверждения приёма сообщений; - возможность возникновения столкновений (коллизий) на шине, когда пытаются передать информацию сразу несколько станций; - низкая защита данных; - выход из строя какого-либо отрезка кабеля ведёт к нарушению работоспособности сети; - трудность нахождения места обрыва. Звезда — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причём каждый из них использует отдельную линию связи (рис. 1.1). Информация от периферийного компьютера передаётся только центральному компьютеру, от центрального — одному или нескольким периферийным.  Рисунок 1.1 Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. О равноправии всех абонентов (как в шине) в данном случае говорить не приходится. Обычно центральный компьютер самый мощный, именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано. Большое достоинство звезды состоит в том, что все точки подключения собраны в одном месте. Это позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности путём простого отключения от центра тех или иных абонентов. Достоинства «звезды»: - простота периферийного оборудования; - каждый пользователь может работать независимо от остальных пользователей; - высокий уровень защиты данных; - лёгкое обнаружение неисправности в кабельной сети. Недостатки «звезды»: - выход из строя центрального устройства ведёт к остановке всей сети; - высокая стоимость центрального устройства; - большой, чем при других топологиях, расход кабеля. - уменьшение производительности сети с увеличением числа компьютеров, подключённых к сети. Кольцо — компьютеры последовательно объединены в кольцо. Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передаёт информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера (рис. 1.2).  Рисунок 1.2 Кольцо — это топология, в которой каждый компьютер соединён линиями связи с двумя другими: от одного он получает информацию, а другому передаёт. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приёмник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов. Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает, усиливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера. Затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Чётко выделенного центра при кольцевой топологии нет, все компьютеры могут быть одинаковыми и равноправными. Однако довольно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует его. Понятно, что наличие такого единственного управляющего абонента снижает надёжность сети, так как выход его из строя сразу же парализует весь обмен. Достоинства «кольца»: - отсутствие дорогого центрального устройства; - лёгкий 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; - в случае выхода из строя, хотя одного компьютера или отрезка кабеля вся сеть парализуется. Кроме трёх рассмотренных базовых топологий нередко применяется также сетевая топология дерево, которую можно рассматривать как комбинацию нескольких звёзд. Эта структура позволяет объединить несколько сетей, в том числе с различными топологиями или разбить одну большую сеть на ряд подсетей. 1 2 |