КулмаматовРЧ_ВССиТ_ИПЗ. Топологии сети
 Скачать 481.34 Kb.
|
Итоговый контроль по дисциплине «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации» на тему «Топологии сети»
Москва 2023 Содержание Введение Выбор типа и топологии сети Заключение Список литературы ВВЕДЕНИЕ На сегодняшний день компьютерные сети прочно вошли в современную жизнь. Давно миновали времена, когда компьютер понимался исключительно как автономное вычислительное устройство – ЭВМ. Компьютеры и другие цифровые устройства практически всегда подключаются в сеть, что позволяет обмениваться информацией, получать доступ к цифровым ресурсам, совместно использовать периферийные устройства и др. Компьютерные сети обеспечивают и новый уровень вычислений – за счет распределения нагрузки между многими машинами создаются высокопроизводительные вычислительные сети. Идея объединения компьютеров в сеть потребовала решения многих задач – разработки принципов совместного использования сетевых ресурсов, сетевых стандартов и протоколов, технологий защиты данных и др. Для практической реализации компьютерных сетей было создано разнообразное аппаратное обеспечение, сетевые операционные системы, а также многочисленные сетевые приложения, используемые как на серверах, так и на рабочих станциях сети. Актуальность темы заключается в организации сети в офисе организации для улучшения взаимодействия между компьютерами сотрудников, сервером и печатающей техникой. Назначение всех компьютерных сетей можно выразить двумя словами: совместный доступ. Прежде всего, имеется в виду совместный доступ к данным. Людям, работающим над одним проектом, приходится постоянно использовать данные, создаваемые коллегами. Благодаря локальной сети разные люди могут работать над одним проектом не по очереди, а одновременно. Часто дешевле создать локальную сеть и установить один принтер на все подразделение, чем приобретать по принтеру для каждого рабочего места. Файловый сервер сети позволяет обеспечить совместный доступ к программам. Оборудование, программы и данные объединяют одним термином: ресурсы. Можно считать, что основное назначение локальной сети - доступ к ресурсам. У локальной сети есть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело со множеством автономных компьютеров. Выбор типа и топологии сети ВС состоит из вычислительных машин и сети передачи данных (сети связи). ВС классифицируются по геометрическим масштабам на следующие классы сетей: глобальная вычислительная сеть, широкомасштабная сеть, региональная сеть, локальная сеть. Еще одной важнейшей функцией локальной сети является создание отказоустойчивых систем, продолжающих функционирование (пусть и не в полном объеме) при выходе из строя некоторых входящих в них элементов. В ЛВС отказоустойчивость обеспечивается путем избыточности, дублирования; а также гибкости работы отдельных входящих в сеть частей (компьютеров). Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология — это термин, который используется профессионалами при описании основной компоновки сети. Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет: на состав необходимого сетевого оборудования; характеристики сетевого оборудования; возможности расширения сети; способ управления сетью. При подключении устройств к сети передачи данных используется 5 топологий: шина; звезда; кольцо; ячеистая. Топология «Шина» (Рисунок 1).  Рисунок 1 –Топология «Шина» Описание. В топологии «шина» по своей структуре предполагается идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов. При таком соединении компьютеры могут передавать только по очереди, так как линия связи единственная. В противном случае передаваемая информация будет искажаться в результате наложения сигналов (конфликта, коллизии). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно). В топологии «шина» отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, что увеличивает ее надежность (ведь при отказе любого центра перестает функционировать вся управляемая этим центром система). Добавление новых абонентов в шину довольно просто и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины требуется минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями.  Рисунок 2-Топология «Шина» в Packet Tracer Топология «Звезда» (Рисунок 3).  Рисунок 3-Топология «Звезда» Описание.«Звезда» - это топология с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные абоненты. Весь обмен информацией идет исключительно через центральное устройство, на который таким образом ложится очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. О равноправии абонентов в данном случае говорить не приходится. Как правило, именно центральный абонент является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией «звезда» в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано, конфликтовать нечему. В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента. Таким образом, на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Все это существенно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и избавляет от необходимости применения дополнительных внешних терминаторов. Проблема затухания сигналов в линии связи также решается в «звезде» проще, чем в «шине», ведь каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня.  Рисунок 4-Топология «Звезда» в Packet Tracer Топология «Кольцо» (Рисунок 5).  Рисунок 5-Топология «Кольцо» «Кольцо» — это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов. Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Четко выделенного центра в данном случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Однако довольно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует обмен. Понятно, что наличие такого управляющего абонента снижает надежность сети, так как выход его из строя сразу же парализует весь обмен. Строго говоря, компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии). Одни из них обязательно получают информацию от компьютера, ведущего передачу в данный момент, раньше, а другие - позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на «кольцо». В этих методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру. Подключение новых абонентов в «кольцо» обычно совершенно безболезненно, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае топологии «шина», максимальное количество абонентов в кольце может быть довольно велико (до тысячи и больше). Кольцевая топология обычно является самой устойчивой к перегрузкам, она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками передаваемой по сети информации, так как в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды).  Рисунок 6-Топология «Кольцо» в Packet Tracer. Топология «Ячеистая» (Рисунок 7).  Рисунок 7-Топология «Ячеистая» Ячеистая топология — сетевая топология компьютерной сети, построенная на принципе ячеек, в которой рабочие станции сети соединяются друг с другом и способны принимать на себя роль коммутатора для остальных участников. Данная организация сети является достаточно сложной в настройке, однако при такой топологии реализуется высокая отказоустойчивость. Как правило, узлы соединяются по принципу «каждый с каждым». Таким образом, большое количество связей обеспечивает широкий выбор маршрута следования трафика внутри сети — следовательно, обрыв одного соединения не нарушит функционирования сети в целом.  Рисунок 8-Топология «Ячеистая» в Packet Tracer. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В процессе разработки курсового проекта была создана ЛВС жилого района, имеющая выход на глобальную сеть. Был сделан обоснованный выбор типа сети на основе рассмотрения множества вариантов. Предусмотрено расширение сети для ее дальнейшего роста. При курсовом проектировании использовались IP – адреса класса В, так как в сети имеется сто одна рабочая станция. Присвоение адресов осуществлялось протоколом DHCP. В качестве адреса подсети выступал номер подъезда. В пункте расчета необходимого количества оборудования приведены данные и расчеты используемого оборудования. Стоимость разработки составляет 611481 рублей. Все рассчитанные параметры удовлетворяют критериям работоспособности сети. Составлен краткий план сети, где указаны все характеристики используемого оборудования. В разделе «Безопасность при работе с электроинструментом» рассмотрены правила обращения с электроинструментом и техника безопасности при работе с ним. В целом курсовой проект содержит все необходимые данные для построения локальной вычислительной сети. Исследованы рекомендации производителей телекоммуникационного оборудования, основы стандартов, определены требования к создаваемой системе и, как результат, разработан проект локальной вычислительной сети (ЛВС) условного предприятия. В курсовой работе представлены необходимые расчеты, рисунки и схемы, спецификация оборудования и материалов, необходимых для построения ЛВС. СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ В. Олифер, Н. Олифер "Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник" .2010. Д. Куроуз, Т. Росс "Компьютерные сети. Настольная книга системного администратора" .2016. Одом "Официальное руководство Cisco по подготовке к сертификационным экзаменам CCNA ICND2 200-101. Маршрутизация и коммутация" . С. Грингард "Интернет вещей. Будущее уже здесь" .2016. Интерактивный учебник (CCNA R&S: Introduction to Networks Stavropol Technical College of Electronics and Programming). Максимов Н. В., Попов И. И. Компьютерные сети. – М.: «Инфра-М», «Форум». 2017. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ).2010. Сергеев А. «Основы локальных компьютерных сетей».2016. Синадский Н. И. "Сетевая защита на базе технологий фирмы Cisco Systems".2014. Рошан, Педжман, Лиэри, Джонатан. Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11.2010. |
