Техническое обеспечение КП

Введение

Попробуем представить себе мир примерно тридцать пять — сорок лет назад. Мир  без общедоступных компьютерных сетей. Мир, в котором каждый компьютер  должен был иметь собственное хранилище данных и собственный принтер. Мир, в котором не было электронной почты и систем обмена мгновенными сообщениями (например, ICQ). Как ни странно это звучит сейчас, но до появления компьютерных сетей все это было именно так.

Компьютеры  — важная часть сегодняшнего мира, а компьютерные сети серьезно облегчают  нашу жизнь, ускоряя работу и делая  отдых более интересным.

1. Основы построения компьютерных сетей
1. Определение, назначение, классификация компьютерных сетей

     Практически сразу после появления ЭВМ возник вопрос о налаживании взаимодействия компьютеров друг с другом, чтобы более эффективно обрабатывать информацию, использовать программные и аппаратные ресурсы. Появились и первые сети, в то время объединявшие только большие ЭВМ в крупных компьютерных центрах. Однако настоящий «сетевой бум» начался после появления персональных компьютеров, быстро ставших доступными широкому кругу пользователей — сначала на работе, а затем и дома. Компьютеры стали объединять в локальные сети, а локальные сети — соединять друг с другом, подключать к региональным и глобальным сетям. В результате за последние пятнадцать–двадцать лет сотни миллионов компьютеров в мире были объединены в сети, и более миллиарда пользователей получили возможность взаимодействовать друг с другом[1]. Сеть (Network) — группа компьютеров и/или других устройств, каким-либо способом соединенных для обмена информацией и совместного использования ресурсов. 

Представьте, что у вас есть несколько отдельных, не связанных в сеть компьютеров. Чтобы в такой автономной среде работать с одними и теми же данными, нужно с одного компьютера скопировать файлы на какой-либо носитель (например, на дискету), после чего перенести эти файлы на другие компьютеры. А для быстрой распечатки документов придется снабдить каждый из компьютеров отдельным принтером. Одновременная же совместная работа нескольких пользователей с одним и тем же документом в такой ситуации просто исключается.

Теперь  соединим компьютеры в сеть  и  настроим общий доступ к требуемым ресурсам. Оказывается, что дискеты больше нам не нужны, да и принтер потребуется только один. И выгодно, и удобно! Введем определение компьютерной сети.

        Компьютерная сеть – совокупность взаимосвязанных компьютеров и внешних устройств, подключенных к единому каналу передачи данных, каналу связи.

Возможно  множество различных способов классификации компьютерных сетей. Здесь мы рассмотрим только основные из них.

Все компьютерные сети деляться на три большие категории, на каждую из которых есть соответствующие ограничения в монтаже и содержании таких сетей.

• LAN (Local Area Network) - локальная вычислительная сеть, самый распрастраненный тип вычислительных сетей, встречается в жилых домах, в конторах, в игротеках в офисах мелких и крупных компаний и т. д.. Отличается от всех последующих простотой создания и администрирования, то есть мелкому офису при небольшом торговом центре не обязательно нанимать на работу системного администратора чтобы он следил за локальной сеткой и в случае неисправности начинал ее исправлять, это лишнее. Тем более что если куплено хорошее оборудование, то сеть будет работать устойчиво. Существует так же одна небольшая подгруппа LAN - HAN (Home Area Network), домашняя вычислительная сеть. Так изредка называют домашние компьютерыне сети. Данный термин применим к сетям, созданным между домашними компьютерами. LAN по определению больше походит как обобщающий термин: компьютерные сети офисов и домов. Принципиально между LAN и HAN нет совершенно никакой разницы.
• MAN (Metropolitan Area Network) - это городская вычислительная сеть. Состоит из провайдеров- поставщиков сети и обычных пользователей - клиентов, которые используют какую-либо линию связи для соединения с остальными членами сети. Такие сети, на данный момент, у нас встречаются довольно редко. Зарубежом создание таких сетей уже давно и плодотворно практикуется.
• WAN (Wide Area Network) - это глобальная (мировая, региональная) вычислительная сеть, соединяющая провайдеров из разных городов мира в одну единую вычислительную сеть, или все LANы и MANы соеденены в единое целое. Иными словами, WAN - это по сути тот же Интернет.

Локальная   вычислительная   сеть   (ЛВС) - небольшая группа компьютеров, связанных друг с другом и расположенных обычно в пределах одного здания или организации.

Региональная сеть — сеть, соединяющая множество локальных сетей в рамках одного района, города или региона.

Глобальная сеть — сеть, объединяющая компьютеры разных городов, регионов и государств.

Объединение глобальных, региональных и локальных  вычислительных сетей позволяет  создавать многоуровневые иерархии, которые предоставляют мощные средства для обработки огромных массивов данных и доступ к практически  неограниченным информационным ресурсам.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) могут входить  в качестве компонентов в состав региональной сети; региональные сети — объединяться в составе глобальной сети; наконец, глобальные сети могут  образовывать еще более крупные  структуры. Самым большим объединением компьютерных сетей в масштабах планеты Земля на сегодня является «сеть сетей» — Интернет.

Интересным  примером связи локальных и глобальных сетей является виртуальная частная сеть (VirtualPrivate Network, VPN). Так называется сеть организации, получающаяся в результате объединения двух или нескольких территориально разделенных ЛВС с помощью общедоступных каналов глобальных сетей, например, через Интернет.

По  типу среды передачи сети делятся на проводные и беспроводные.

По  скорости передачи информации сети можно разделить на низко-, средне- и высокоскоростные.

Распределения ролей между компьютерами сети бывают одноранговые и клиент-серверные.

Сервер — специально выделенный высокопроизводительный компьютер, оснащенный соответствующим программным обеспечением, централизованно управляющий работой сети и/или предоставляющий другим компьютерам сети свои ресурсы (файлы данных, накопители, принтер и т. д.).

Клиентский компьютер (клиент, рабочая станция) — компьютер рядового пользователя сети, получающий доступ к ресурсам сервера (серверов).

Выделяют  следующие основные направления  использования компьютерных сетей [1, 4]:

-        Совместный доступ к аппаратным и программным ресурсам. Компьютеры в сети могут при наличии специальных правил доступа использовать диски или только определенные папки и файлы других машин, а также программное обеспечение, установленное на других компьютерах. Это приводит к экономии ресурсов, поскольку нет необходимости к каждому индивидуальному компьютеру подключать принтер или тиражировать объемный программный продукт на все машины.

-        Совместный доступ к информации общего характера. В сети можно выделить специальный компьютер, на котором будут храниться данные, предназначенные для всех пользователей сети. Такой компьютер обеспечивает хранение и архивирование данных, а также доступ и передачу их на другие машины.

-        Предоставление коммуникационных услуг. Наличие компьютерной сети предполагает организацию эффективного обмена информацией между ее пользователями. Здесь можно выделить передачу файлов, передачу сообщений посредством электронной почты, а также передачу звуковой и видео информации в реальном режиме времени.

-        Распределенная обработка данных. Компьютерную сеть можно использовать для обработки данных на отдельных компьютерах, связанных между собой и представляющих распределенную систему.[6]

           

2.   Техническое обеспечение компьютерных сетей

Для объединения  компьютеров в сеть требуется  вставить в каждый подключаемый у  сети компьютер сетевой контроллер, который позволяет компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть.Далее, соединить компьютеры между собой кабелями, по которым будет происходить обмен данными 

   

2. Локальные компьютерные сети

   При работе на персональном компьютере в  автономном режиме пользователи могут  обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты. Однако перемещение  дискеты между компьютерами не всегда возможно и может занимать достаточно продолжительное время.

   Создание  компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования  информации пользователями, работающими  на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям  возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования  принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной  работы с документами.

   Локальная компьютерная сеть – компьютерная сеть для ограниченного круга пользователей, объединяющая компьютеры в одном помещении или в рамках одного предприятия.

Локальная компьютерная сеть позволяет эффективно организовать обмен информацией внутри отдельной организации. Локальные сети предоставляют своим пользователям прежде всего такие услуги, как совместное хранение файлов для коллективной работы, и совместное использование ресурсов сети (например, принтеров) [4].

 Каждый  компьютер в сети имеет уникальное  сетевое имя, позволяющее однозначно  его идентифицировать. Для каждого  пользователя серверной сети  резервируется уникальное сетевое  имя и сетевой пароль. Имена  компьютеров, сетевые имена и  пароли пользователей прописываются  на сервере. Как правило, для  каждого пользователя определяются  персональные права доступа к  ресурсам сети, например, возможность  регистрации на конкретном компьютере, доступ к дисковым ресурсам  других компьютеров и т.д.

Сетевое имя компьютера – уникальное имя компьютера в сети, позволяющее его идентифицировать

Сетевое имя пользователя – уникальное имя пользователя локальной сети.

Обеспечением  работоспособности достаточно сложной  локальной сети занимается системный (сетевой) администратор.

Для удобства управления локальной компьютерной сетью, несколько пользователей, имеющих  равные права доступа, можно объединить в рабочие группы. В этом случае администратору достаточно создать  группу и описать ее права, а затем  записать данного пользователя в  эту группу.

Рабочая группа – это группа пользователей в локальной сети, имеющих равные права доступа к ее ресурсам.

Каждый  компьютер, подключенный к локальной  сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер - рис. 1).

   Основной  функцией сетевого адаптера является передача и прием информации из сети. В настоящее время наиболее часто  используются сетевые адаптеры типа EtherNet, которые могут объединять в сеть компьютеры различных аппаратных и программных платформ (IBM-совместимые, Macintosh, Unix-компьютеры)

   Рис. 1. Сетевой адаптер

   Соединение  компьютеров (сетевых адаптеров) между  собой производится с помощью  кабелей различных типов (коаксиального, витой пары, оптоволоконного). Для подключения к локальной сети портативных компьютеров часто используется беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн.

   Важнейшей характеристикой локальных сетей, которая определяется типом используемых сетевых адаптеров и кабелей, является скорость передачи информации по сети. Скорость передачи информации по локальной сети обычно находится  в диапазоне от 10 до 100 Мбит/с.

   Общая схема соединения компьютеров в  локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.

   Вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой, называется линейной шиной (рис. 2).