Реферат на тему:
Комп’ютерні мережі
План
1. Принцип побудови комп’ютерних мереж.
2. Організація ЛОМ.
3. Організація сервера.
4. Класифікація локальної комп’ютерної мережі (ЛКМ). І
4.1. Структура ЛКМ.
4.2. Типи ЛКМ.
5. Ethernet на коаксіальному кабелі.
6. Ethernet на виткій парі.
7. Технології ATM.
8. Життєдіяльність мережі.
Принцип побудови комп’ютерних мереж
Сучасні мережні технології сприяли новій технічній революції. Створення
Я мережі на підприємстві, фірмі сприяє набагато вищому процесу обміну
даними, відомостями між різними структурними підрозділами, прискоренню
документообігу, контролю за рухами матеріалів й інших засобів,
збільшенню й прискоренню передачі й обміну оперативною інформацією.
Створенню локальних мереж і глобальної єдиної мережі комп’ютерів надають
таке ж значення, що й будівництву швидкісних автомагістралей у
шістдесяті роки XX ст. Тому комп’ютерну мережу називають «інформаційною
супермагістраллю». Підкреслюючи вигоду, що принесе застосування мереж
усім користувачам, фахівці говорять про інформацію «на кінчиках
пальців».
Комп’ютерна мережа — це сукупність комп’ютерів і різних пристроїв, що
забезпечують інформаційний обмін між комп’ютерами в мережі без
використання яких-небудь проміжних носіїв інформації.
Усе різноманіття комп’ютерних мереж можна класифікувати за групою ознак:
— територіальна поширеність;
— відомча приналежність;
— швидкість передачі інформації;
— тип середовища передачі.
За територіальною поширеністю мережі можуть бути локальними, глобальними
й регіональними. Локальні — це мережі, що перекривають територію не
більше 10 м2, регіональні — це мережі, розташовані на території міста
або області; глобальні — на території держави або групи держав,
наприклад всесвітня мережа Інтернет.
За приналежністю розрізняють відомчі й державні мережі. Відомчі належать
одній організації і розташовуються на її території. Державні мережі
використовуються в державних структурах.
За швидкістю передачі інформації комп’ютерні мережі поділяються на
низько-, середньо- і високошвидкісні.
За типом середовища передачі поділяються на мережі коаксіальні, на
виткій парі, оптоволоконні, із передачею інформації з радіоканалів, в
інфрачервоному діапазоні.
Комп’ютери можуть з’єднуватися кабелями, утворюючи різну топологію
мережі (зіркова, шинна, кільцева й т. ін.).
Слід розрізняти комп’ютерні мережі й мережі терміналів (термінальці
мережі). Комп’ютерні мережі зв’язують комп’ютери, кожний з яких може
працювати й автономно. Термінальні мережі зазвичай зв’язують потужні
комп’ютери (майнфрейми), а в окремих випадках і ПК із пристроями
(терміналами), що можуть бути досить складними, але поза мережею їхня
робота або неможлива, або взагалі втрачає зміст. Наприклад, мережа
банкоматів або кас із продажу авіаквитків. Будуються вони на зовсім
інших, ніж комп’ютерні мережі, принципах і навіть на іншій
обчислювальній техніці.
У класифікації мереж існує два основні терміни: LAN і WAN.
LAN (Local Area Network, локальна обчислювальна мережа, ЛОМ) — локальні
мережі, що мають замкнуту інфраструктуру до виходу на постачальників
послуг. Терміном LAN може називатися і маленька офісна мережа, і мережа
рівня великого заводу, що займає кілька сотень гектарів. Зарубіжні
джерела дають навіть приблизну цифру для використання високошвидкісних
каналів — близько шести миль (10 км) у радіусі.
WAN (Wide Area Network) — глобальна мережа, що покриває великі регіони,
які включають у себе як локальні мережі, так і інші телекомунікаційні
мережі й пристрої. Приклад WAN — мережі з комутацією пакетів (Frame
Relay), через яку можуть «розмовляти» між собою різні комп’ютерні
мережі.
Термін «корпоративна мережа» також використовується в літературі для
позначення об’єднання кількох мереж, кожна з яких може бути побудована
на Різних технічних, програмних та інформаційних принципах.
Розглянуті види мереж є мережами закритого типу, доступ до них
дозволений тільки обмеженому колу користувачів, для яких робота в такій
мережі безпосередньо пов’язана з їхньою професійною діяльністю.
Глобальні мережі орієнтовані на обслуговування будь-яких користувачів.
Організація ЛОМ
Комп’ютер, підключений до мережі, називається робочою станцією І
(Workstation), комп’ютер, що надає свої ресурси, — сервером, комп’ютер,
що має! доступ до спільно використовуваних ресурсів, — клієнтом.
Кілька комп’ютерів, розташованих в одному приміщенні або які
функціонально виконують однотипну роботу: бухгалтерський або плановий
облік, реєстрацію нової продукції тощо, підключають один до одного й
об’єднують у і робочу групу для того, щоб вони могли спільно
використовувати різні ресурси: програми, документи, принтери, факс і т.
ін.
Робоча група організовується так, щоб належні їй комп’ютери містили всі
ресурси, необхідні для нормальної роботи. Як правило, у робочу групу, що
поєднує більше 10—15 комп’ютерів, включають виділений сервер — досить
потужний комп’ютер, на якому розміщуються всі спільно використовувані
каталоги і 1 спеціальне програмне забезпечення для управління доступом
до всієї мережі або її частини.
Групи серверів об’єднують у домени. Користувач домену може
зареєструватися в мережі на будь-якій робочій станції у цьому домені й
одержати доступ до ] всіх його ресурсів. Зазвичай в серверних мережах
усі спільно використовувані принтери підключені до серверів друку.
За принципом організації взаємодії комп’ютерів мережі поділяють на
однорангові (Peer-to-Peer Network) і з виділеним сервером (Dedicated
Server Net work). В одноранговій мережі кожен комп’ютер виконує
рівноправну роль. Однак збільшення кількості комп’ютерів у мережі й
зростання обсягу даних, що пересилаються, призводить до того, що
пропускна здатність мережі стає вузьким місцем.
Операційна система Windows 9х, розроблена компанією Microsoft,
розрахована насамперед на роботу в однорангових мережах, для підтримки
роботи комп’ютера як клієнта інших мереж. Windows дозволяє:
— спільно використовувати жорсткі диски, принтери, факси-плати,
організовувати однорангові локальні обчислювальні мережі (ЛОМ);
— використовувати віддалений доступ і перетворити офісний комп’ютер на і
сервер виклику;
— підтримувати 16-розрядні мережні драйвери DOS.
Адміністратор мережі може задавати загальний дизайн настільної системи,
визначати, які операції будуть доступні для користувачів мережі, і
контролювати конфігурацію настільної системи.
Мережа, розташована на порівняно невеликій території, називається
локальною (LAN — Local Area Network). В останні роки відбувається
ускладнення структури ЛОМ за рахунок створення гетерогенних мереж, що
поєднують різні комп’ютерні платформи. Можливість проведення
відеоконференцій використання мультимедіа збільшують вимоги до
програмного забезпечення мереж. Сучасні сервери можуть зберігати великі
двійкові об’єкти (BLOB), що містять текстові, графічні, аудіо- й
відеофайли. Зокрема, якщо вам треба одержати через мережу базу даних
відділу кадрів, то технологія BLOB дозволить передати не тільки анкетні
дані: прізвище, ім’я, по батькові, рік народження, але й портрети в
цифровій формі.
Організація сервера
Розрізняють дві технології використання сервера: технологію файл-сервера
й архітектуру клієнт-сервер. У першій моделі використовується файловий
сервер, на якому зберігається більшість програм і даних. За вимогою
користувача йому пересилаються необхідна програма і дані. Обробка
інформації виконується на робочій станції.
У системах з архітектурою клієнт-сервер обмін даними здійснюється між
додатком-клієнтом (front-end) і додатком-сервером (back-end). Зберігання
даних і їх обробка здійснюється на потужному сервері, який також
контролює доступ до ресурсів і даних. Робоча станція одержує тільки
результати запиту. Розробники додатків з обробки інформації зазвичай
використовують цю технологію.
Використання великих за обсягом і складних додатків призвело до розвитку
багаторівневої, насамперед трирівневої, архітектури з розміщенням даних
на окремому сервері бази даних (БД). Усі звертання до бази даних ідуть
через сервер додатків, де вони об’єднуються. Скорочення кількості
звертань до БД зменшує ліцензійні відрахування за СУБД.
Класифікація локальної комп’ютерної мережі (ЛКМ)
Локальні обчислювальні мережі (більш точним буде вживання терміна
«локальні комп’ютерні мережі») поділяються на два кардинально різні
класи: однорангові (однорівневі, або Peer to Peer) мережі й ієрархічні
(багаторівневі).
Однорангові мережі
Однорангова мережа являє собою мережу рівноправних комп’ютерів, кожний з
яких має унікальне ім’я (ім’я комп’ютера) і, як правило, пароль для
входу в нього під час завантаження ОС. Ім’я й пароль входу надаються
власником ПК засобами ОС. Однорангові мережі можуть бути організовані за
допомогою всіляких різновидів операційних систем Windows — Windows 9x,
Windows NT Workstation, Windows 2000 Professional, Windows XP
Ієрархічні мережі
В ієрархічних локальних мережах є один або кілька спеціальних
комп’ютерів — серверів, на яких зберігається інформація, яка спільно
використовується різними користувачами.
Сервер в ієрархічних мережах — це постійне сховище спільних ресурсів.
Сам сервер може бути клієнтом тільки сервера вищого рівня ієрархії. Тому
ієрархічні мережі іноді називаються мережами з виділеним сервером.
Сервери зазвичай являють собою високопродуктивні комп’ютери, інколи з
кількома паралельно працюючими процесорами, з вінчестерами великого
об’єму, із високошвидкіс-ною мерёжною картою (100 МБіт/с і більше).
Комп’ютери, з яких здійснюється Доступ до інформації на сервері,
називаються станціями або клієнтами.
ЛКМ класифікуються за призначенням:
— Мережі термінального обслуговування. У них включається ЕОМ і
периферійне устаткування, що використовується в монопольному режимі
комп’ютером, до якого воно підключається, або може бути і
загальномережним ресурсом, і
— Мережі, на базі яких побудовані системи управління виробництвом і
управлінською діяльністю. Вони об’єднуються групою стандартів МАР/ТОР. У
МАР І описуються стандарти, що використовуються в промисловості. ТОР
описують і стандарти для мереж, що використовуються в офісних мережах.
— Мережі, що поєднують системи автоматизації, проектування. Робочі
станції таких мереж, як правило, базуються на досить потужних
персональних ЕОМ, наприклад фірми Sun Microsystems.
— Мережі, на базі яких побудовані розподільні обчислювальні системи.
За класифікаційною ознакою локальні комп’ютерні мережі поділяються на
кільцеві, шинні, зіркоподібні, деревоподібні;
За ознакою швидкості мережі поділяються на низькошвидкісні (до 10
МБіт/с), середньошвидкісні (до 100 МБіт/с) і високошвидкісні (понад 100
МБіт/с).
За методами доступу поділяються на випадкові, пропорційні й гібридні.
За типом фізичного середовища передачі: на витку пару, коаксіальний або
оптоволоконний кабель, інфрачервоний канал, радіоканал.
Структура ЛКМ
Спосіб з’єднання комп’ютерів називається структурою або топологією
мережі. Мережі Ethernet можуть мати топологію «шина» і «зірка». У
першому випадку всі комп’ютери підключені до одного спільного кабелю
(шини), у другому — є спеціальний центральний пристрій (хаб), від якого
йдуть «промені» до кожного комп’ютера, тобто кожен комп’ютер підключений
до свого кабелю.
Структура типу «шина» простіша й економніша, тому що для неї не потрібен
додатковий пристрій і витрачається менше кабелю. Але вона дуже чутлива
до несправностей кабельної системи. Якщо кабель ушкоджений хоча б в
одному місці, то виникають проблеми для всієї мережі. Місце несправності
важко знайти. У цьому розумінні «зірка» більш тривка. Ушкоджений кабель
— проблема для одного конкретного комп’ютера, на роботі мережі в цілому
це не позначається. Не треба докладати зусиль для локалізації
несправності.
У мережі, що має структуру типу «кільце», інформація передається між
станціями по кільцю з переприйманням у кожному мережному контролері.
Переприймання здійснюється через буферні накопичувачі, виконані на базі
оперативних запам’ятовуючих пристроїв, тому при виході з ладу одного
мережного контролера може порушитися робота всього кільця.
Перевага кільцевої структури — простота реалізації пристроїв, а недолік
— низька надійність.
Усі розглянуті структури — ієрархічні. Однак завдяки використанню
мостів, 1 спеціальних пристроїв, що об’єднують локальні мережі різної
структури, із перелічених вище типів структур можуть бути побудовані
мережі зі складною ієрархічною структурою.
Типи ЛКМ
Основна технологія локальних мереж Ethernet — саме колізійна технологія,
що ґрунтується на спільній шині, до якої комп’ютери підключаються і
«борються» між собою за право передачі пакета. Основний протокол —
CSMA/CD (множинний доступ із чутливістю несучої і виявлення колізій).
Справа в тому, що якщо дві станції одночасно почнуть передачу, то
виникає ситуація колізії, і мережа якийсь час «чекає», поки «уляжуться»
перехідні процеси і знову наступить «тиша». Існує ще один метод доступу
— CSMA/CA (Collision Avoidance) — те ж саме, але з відсутністю колізій.
Цей метод застосовується в безпровідній технології Radio Ethernet або
Apple Local Talk — перед відправленням будь-якого пакета в мережі
пробігає анонс про те, що зараз буде відбуватися передача, і станції вже
не намагаються її ініціювати.
Ethernet буває напівдуплексний (Hall Duplex): джерело і приймач
«говорять по черзі» (класична колізійна технологія) і повнодуплексний
(Full Duplex), коли дві пари приймача й передавача на пристроях говорять
одночасно. Цей механізм працює тільки на виткій парі (одна пара на
передачу, одна пара на прийом) і на оптоволокні (одна пара на передачу,
одна пара на прийом).
Ethernet розрізняється за швидкостями й методами кодування для різного
фізичного середовища, за типом пакетів (Ethernet II, 802.3, RAW, 802.2
(LLC), SNAP), а також за швидкостями: 10 МБіт/с, 100 МБіт/с, 1000 МБіт/с
(ГБ)
Ethernet на коаксіальному кабелі
Існують два варіанти реалізації Ethernet на коаксіальному кабелі, що
називаються «тонкий» і «товстий» Ethernet (Ethernet на тонкому кабелі
0,2 дюйми і Ethernet на товстому кабелі 0,4 дюйми).
Тонкий Ethernet використовує кабель типу RG-58A/V (діаметром 0,2 дюйми).
Для маленької мережі використовується кабель з опором 50 Ом.
Коаксіальний кабель прокладається від комп’ютера до комп’ютера. У
кожного комп’ютера залишають невеликий запас кабелю на той випадок, коли
його прийдеться перемістити. Довжина сегмента 185 м, кількість
комп’ютерів, підключених до шини, до 30.
Після приєднання усіх відрізків кабелю з BNC-конекторами
(Bayonel-Neill-Concelnan) до Т-конекторів (назва обумовлена формою
роз’єму, схожою на букву «Т») вийде єдиний кабельний сегмент. На його
обох кінцях установлюються термінатори («заглушки»). Термінатор
конструктивно являє собою BNC-конектор (він також надівається на
Т-конектор) з упаяним опором. Значення цього опору повинне відповідати
значенню хвильового опору кабелю, тобто для Ethernet потрібні
термінатори з опором 50 Ом.
Товстий Ethernet — мережа на товстому коаксіальному кабелі, що має
діаметр 0,4 дюйми і хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина кабельного
сегмента — 500 м.
Прокладка самого кабелю майже однакова для всіх типів коаксіального
кабелю.
Для підключення комп’ютера до товстого кабелю використовується
додатковий пристрій, що називається трансивером. Трансивер приєднаний
безпосередньо до мережного кабелю. Від нього до комп’ютера йде
спеціальний трансиверний кабель, максимальна довжина якого 50 м. На обох
його кінцях знаходяться 15-контактні DIX-роз’єми (Digital, Intel і
Xerox). За допомогою одного роз’єму здійснюється підключення до
трансивера, за допомогою іншого — до мережної плати комп’ютера.
Трансивери звільняють від необхідності підводити кабель до кожного
комп’ютєра. Відстань від комп’ютера до мережного кабелю визначається
довжиною трансиверного кабелю.
Створення мережі за допомогою трансивера дуже зручне. Він може в
будь-якому місці, що називається, «пропускати» кабель. Ця проста
процедура займає мало часу, а саме з’єднання виявляється дуже надійним.
Кабель не ріжеться на шматки, його можна прокладати, не піклуючись про
точне місце розташування комп’ютерів, а потім встановлювати трансивери в
потрібних місцях. Кріпляться трансивери, як правило, на стінах, що
передбачено їхньою конструкцією.
Якщо треба охопити локальною мережею площу більшу, ніж це дозволяють
розглянуті кабельні системи, застосовуються додаткові пристрої —
репітери (повторювачі). Репітер має 2-портове виконання, тобто він може
об’єднати 2 сег-1 менти по 185 м. Сегмент підключається до репітера
через Т-конектор. До одного кінця Т-конектора підключається сегмент, а
на іншому ставиться термінатор. У мережі може бути не більше чотирьох
репітерів. Це дозволяє одержати мережу з максимальною довжиною 925 м.
Довжина сегмента для Ethernet на товстому кабелі складає 500 м, до
одного сегмента можна підключити до 100 станцій. При наявності
трансиверних кабелів до 50 м довжиною, товстий Ethernet може одним
сегментом охопити значно більшу площу, ніж тонкий.
Репітери необхідні, але зловживати ними не треба, тому що вони
уповільнюють роботу в мережі.
Ethernet на биткій парі
Витка пара -^це два ізольованих проводи, скручених між собою. Для
Ethernet використовується 8-жильний кабель, що складається з чотирьох
витких пар. Для захисту від впливу навколишнього середовища кабель має
зовнішнє ізолююче покриття.
Основний вузол на виткій парі — hub (у перекладі називається
накопичувачем, концентратором або просто хаб). Кожен комп’ютер повинен
бути підключений до нього за допомогою свого сегмента кабелю. Довжина
кожного сегмента не може перевищувати 100 м. На кінцях кабельних
сегментів установлюються і роз’єми RJ-45. Одним роз’ємом кабель
підключається до хаба, іншим — до 1 мережної плати. Роз’єми RJ-45 дуже
компактні, мають пластмасовий корпус і j вісім мініатюрних майданчиків.
Хаб — центральний пристрій у мережі на виткій парі, від нього залежить п
1 працездатність. Розміщувати його треба в легкодоступному місці, щоб
можна І було легко підключати кабель і стежити за індикацією портів.
Хаби випускаються для різної кількості портів — 8, 12, 16 або 24.
Відповідно І до нього можна підключити таку ж кількість комп’ютерів.
Фізично з концентратора «росте» багато проводів, але логічно це все один
сегмент Ethernet і один колізійний домен, тому будь-який збій однієї
станції позначається на роботі інших. Оскільки всі станції змушені
«слухати» чужі пакети, колізія відбувається в межах усього концентратора
(насправді на інші порти І посилається сигнал Jam, але це не суттєво).
Тому, незважаючи на те, що концентратор — більш дешевий пристрій і він
нібито вирішує всі проблеми замовника, радимо поступово відмовитися від
цієї методики, особливо в умовах постійного зростання вимог до ресурсів
мереж, і переходити на комутовані мережі. Мережа з 20 комп’ютерів,
зібрана на репітерах 100 МБіт/с, може працювати повільніше, ніж мережа з
20 комп’ютерів, включених у комутатор 10 МБіт/с. Якщо раніше вважалася
«нормальною» присутність у сегменті до 30 комп’ютерів, то сьогодні в
мережах навіть 3 робочі станції можуть завантажити весь сегмент.
Технології ATM
Мережа ATM має зіркоподібну топологію. Мережа ATM будується на основі
одного або декількох комутаторів, що є невід’ємною частиною цієї
комунікаційної структури.
Висока швидкість передачі й надзвичайно низька ймовірність помилок у
волоконно-оптичних системах висувають на перший план задачу створення
високопродуктивних систем комутації на основі стандартів ATM.
Найпростіший приклад такої мережі — один комутатор, що забезпечує
комутацію пакетів, даних і кілька кінцевих пристроїв.
ATM — це метод передачі інформації між пристроями в мережі маленькими
пакетами фіксованої довжини, що називаються комірками (cells). Фіксація
розмірів комірки має ряд істотних переваг у порівнянні з пакетами
змінної довжини.
По-перше, комірки фіксованої довжини вимагають мінімальної обробки при
операціях маршрутизації у комутаторах. Це дозволяє максимально спростити
схемні рішення комутаторів при високих швидкостях комутації.
По-друге, усі види обробки комірок у порівнянні з обробкою пакетів
змінної довжини значно простіші, тому що зникає необхідність в
обчисленні довжини комірки.
По-третє, при застосуванні пакетів змінної довжини передача довгого
пакета даних могла б викликати затримку видачі в лінію пакетів зі звуком
або відео, що призвело б до їхнього викривлення.
Життєдіяльність мережі
Мережа — це, в основному, спільне користування або розподіл. Розподіл
файлів, ресурсів і програм
Мережа дозволяє користуватися спільною інформацією разом з іншими
користувачами мережі. У залежності від того, яким чином установлюється
мережа, існує два способи доступу до інформації. Найпростіший спосіб —
передати зі свого комп’ютера прямо на інший. Другий спосіб — відправити
файл на певний проміжний пункт, де інформація буде знаходитися, поки її
не забере той, кому вона призначена.
Розподілити ресурси — це означає встановити певні комп’ютерні (мережні)
ресурси (диск, принтер, графобудівник, CD-ROM, модем і т. д.) таким
чином, Щоб усі комп’ютери могли ними користуватися. Диски також можуть
бути розподільними ресурсами. Це заощаджує гроші й засоби. Іноді
зручніше помістити використовувану програму на спільний диск, ніж
зберігати копію програми на кожному ПК (розподіл програм). Оскільки
навіть у найпростішій мережі можуть виникнути складності, потрібна
людина, яка нестиме відповідальність за те, Щоб мережа працювала
нормально і не виходила з-під контролю. Ця людина називається
адміністратором мережі або системним адміністратором. її обов’язок —
забезпечувати якнайбільше вільного місця на серверному диску,
підтримувати нормальну роботу сервера, гарантувати можливість доступу в
мережу новим користувачам, розмежовувати доступ до різних мережних
ресурсів, визначати пріоритети. Ця людина повинна бути гарним
організатором.
У міру поширення мереж із виділеним сервером (іноді не одним) роль
системного адміністратора зростає.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
