Компьютерные сети

             

                                                  Содержание

 

                                                                                                                  Стр.

 

Введение                                                                                                      3

1.    Компьютерные  сети                                                                         4-6

2.    Классификация  компьютерных  сетей                                           6-7

3.    Каналы передачи  данных компьютерных сетей                           7-10

4.    Информационные  технологии передачи данных 

       в компьютерных  сетях                                                                     10-19

Заключение                                                                                               20

Список использованных источников                                                     21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             Введение

 

    Компьютеры могут  эффективно использоваться и  при автономной работе, но еще  большие результаты могут быть  достигнуты при их объединении  в сеть. Под компьютерной сетью  в широком смысле слова понимают  любое множество машин, связанных  между собой каналами передачи  данных (каналами связи, линиями  связи).

  Существует ряд веских  причин для такого объединения. Во-первых, совместное использование  ресурсов позволяет нескольким  ЭВМ или другим устройствам  осуществлять совместный доступ  к жестким дискам, дисководам, стримеру, принтерам и другому оборудованию, что заметно снижает затраты  в расчете на одного пользователя.

  Во-вторых, сетевые версии  прикладного ПО также нередко  позволяют экономить удельные  затраты на покупку и сопровождение  программ.

  В-третьих, компьютерные  сети обеспечивают широкие возможности  взаимодействия пользователей.

  В-четвертых, появляется  возможность использовать каналы  связи компьютерной сети как  основу общей коммуникационной  инфраструктуры (для непосредственного  общения людей, передачи текстовых, звуковых и видеоданных и т.д.). Особое значение при этом имеет  организация распределенной обработки  и хранения данных.

   Современные информационные  системы продолжают возникшую  в конце 70-хгг. тенденцию распределенной  обработки  данных.  Начальным  этапом  развития таких систем  явились многомашинные ассоциации  – совокупность  вычислительных  машин  различной  производительности,  объединенных  в  систему  с   помощью каналов  связи.  Высшей  стадией  систем  распределенной  обработки   данных являются  компьютерные  (вычислительные)  сети  различных   уровней   –   от локальных до глобальных.

 

                               1.Компьютерные сети

 

    Компьютерные сети  отнюдь  не  являются  единственным  видом  сетей,

созданным человеческой цивилизацией. Даже водопроводы  Древнего  Рима  можно рассматривать как один  из  наиболее  древних  примеров  сетей,  покрывающих большие территории и обслуживающих многочисленных  клиентов.  Другой,  менее экзотический пример — электрические  сети.  В  них  легко  можно  найти  все компоненты любой территориальной сети: источники ресурсов —  электростанции, магистрали  —  высоковольтные   линии   электропередач,   сеть   доступа   - трансформаторные  подстанции,  клиентское  оборудование   - осветительные  и бытовые электроприборы.

    Компьютерные сети,  называемые  также  вычислительными  сетями,  или сетями  передачи  данных,  являются  логическим  результатом  эволюции  двух важнейших   научно-технических   отраслей    современной    цивилизации    —  компьютерных  и  телекоммуникационных  технологий.  С  одной  стороны,  сети представляют собой частный случай распределенных  вычислительных  систем,  в которых группа  компьютеров  согласованно  выполняет  набор  взаимосвязанных задач, обмениваясь  данными  в  автоматическом  режиме.  С  другой  стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации  на большие  расстояния,  для  чего  в  них  применяются  методы  кодирования  и мультиплексирования    данных,    получившие    развитие     в     различных телекоммуникационных системах.

       Компьютерная (вычислительная)  сеть  –  совокупность  компьютеров  и терминалов,  соединённых  с  помощью  каналов  связи   в   единую   систему,

удовлетворяющую требованиям распределённой обработки данных.

     Основное  назначение  любой  компьютерной  сети   —   предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

    Компьютерные сети являются высшей формой  многомашинных  ассоциаций. Выделим   основные   отличия    компьютерной    сети    от    многомашинного вычислительного комплекса.

   Первое   отличие   —   размерность.    В    состав    многомашинного вычислительного   комплекса   входят   обычно   две,   максимум   три   ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная  сеть  может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии  друг  от друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысяч километров.

    Второе отличие  — разделение функций между  ЭВМ. Если в  многомашинном вычислительном  комплексе  функции  обработки  данных,  передачи  данных   и управления системой могут  быть реализованы в одной ЭВМ, то в  вычислительных сетях  эти функции распределены между  различными ЭВМ.

     Третье отличие  — необходимость решения в  сети  задачи  маршрутизации

сообщений. Сообщение от одной ЭВМ к другой в сети  может  быть  передано  по различным маршрутам в зависимости от состояния  каналов  связи,  соединяющих ЭВМ друг с другом.

      Объединение  в  один  комплекс   средств   вычислительной   техники, аппаратуры  связи  и  каналов  передачи  данных  предъявляет   специфические  требования со стороны каждого  элемента  многомашинной  ассоциации,  а  также требует формирования  специальной терминологии.

       Абоненты  сети – объекты, генерирующие  или потребляющие информацию  в сети. Ими могут быть отдельные  ЭВМ, комплексы ЭВМ,  терминалы,  промышленные роботы, станки с  числовым программным управлением  и т.д. Любой абонент  сети подключается  к станции.

       Станция  – это аппаратура, которая выполняет  функции, связанные с передачей  и приёмом информации.

       Совокупность  абонента и станции принято  называть абонентской системой. Для организации взаимодействия  абонентов необходима физическая  передающая среда. На базе физической  передающей среды строится коммуникационная  сеть, которая обеспечивает передачу  информации между абонентскими  системами.

       Такой  подход позволяет рассматривать  любую  компьютерную  сеть  как

совокупность  абонентских  систем  и   коммуникационной   сети.  

 

                        2. Классификация компьютерных сетей

       В зависимости  от территориального расположения  абонентских систем вычислительные  сети можно разделить на три  основных класса:

глобальные сети (WAN — Wide Area Network);

региональные (городские) сети (MAN — Metropolitan Area Network);

локальные сети (LAN — Local Area Network).

       Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных  странах,   на   различных   континентах.   Взаимодействие   между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных  линий  связи, радиосвязи  и  систем  спутниковой  связи.  Глобальные  вычислительные  сети позволят  решить  проблему   объединения   информационных   ресурсов   всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

       Региональная  вычислительная сеть связывает  абонентов,  расположенных на  значительном расстоянии друг  от  друга.  Она  может  включать  абонентов внутри большого города, экономического  региона,  отдельной  страны.  Обычно расстояние между  абонентами  региональной  вычислительной  сети  составляет десятки —  сотни километров.

       Локальная  вычислительная сеть объединяет  абонентов, расположенных  в пределах  небольшой  территории.  В  настоящее  время  не  существует  четких  ограничений на территориальный  разброс  абонентов  локальной  вычислительной сети. Обычно такая  сеть привязана к конкретному  месту.  К  классу  локальных  вычислительных сетей относятся  сети  отдельных  предприятий,  фирм,  банков, офисов и т.д. Протяженность  такой сети можно ограничить  пределами  2  -  2,5 км.

   Объединение  глобальных,  региональных  и  локальных  вычислительных

сетей позволяет создавать многосетевые иерархии.  Они  обеспечивают  мощные, экономически  целесообразные  средства  обработки  огромных   информационных массивов и доступ к неограниченным  информационным  ресурсам. 

  Локальные вычислительные  сети могут  входить  как  компоненты  в  состав  региональной сети,  региональные  сети  —  объединяться  в  составе  глобальной  сети  и, наконец, глобальные сети могут  также образовывать сложные структуры.

   Существуют и другие  классификационные признаки компьютерных  сетей. Так, по сфере функционирования  они могут быть разделены на  банковские сети, сети научных  учреждений и университетские  сети.

  По форме функционирования можно выделить коммерческие и бесплатные сети, корпоративные сети и сети общего пользования.

  По характеру  реализуемых функций они подразделяются на вычислительные, информационные и смешанные,  в которых реализуются как вычислительные, так и информационные функции.

 

         3.     Каналы передачи данных компьютерных сетей

 

   Для связи компьютеров  в сети нужна физическая среда  передачи данных. С этой целью  используются:

- аналоговые телефонные  каналы общего назначения;

- цифровые каналы;

- узкополосные и широкополосные  кабельные каналы;

- радиоканалы и спутниковые  каналы связи;

- оптоволоконные каналы.

  Аналоговые каналы  связи первыми начали применяться  в компьютерных сетях; это было  удобно, поскольку позволяло использовать  традиционные телефонные сети. Передача  данных в этом случае может  выполняться двояко. При первом  способе телефонные каналы (одна  или две пары проводов) через  телефонную станцию физически  соединяют два коммуникационных  устройства (обычно это модемы) с  подключенными к ним компьютерами. Такое соединение называют выделенной  линией или непосредственным  соединением.  Второй способ предполагает  установку соединения с помощью  набора телефонного номера (по  коммутируемой линии).

  Качество передачи  данных по выделенным каналам  гораздо выше и соединение  устанавливается быстрее. Параллельно  с налоговыми телефонными сетями  для межкомпьютерного взаимодействия  стали использовать методы передачи  данных в дискретной (цифровой)  форме по ненагруженным телефонным  каналам – так называемым цифровым  каналам.

   Наиболее высокие  скорости передачи данных на  небольших расстояниях могут  быть получены при использовании  особым образом скрученной пары  проводников – так называемой  витой пары.

   Коаксиальные кабельные  каналы  представляют собой два  цилиндрических соосных проводника, разделенные диэлектрическим покрытием.  Один тип коаксиального кабеля  используется  для передачи узкополосных  цифровых сигналов, другой для  передачи широкополосных аналоговых  и цифровых сигналов. Следует  отметить, что на небольших расстояниях  кабельные каналы все больше  вытесняются витой парой, а на  больших расстояниях – оптоволоконными  каналами.

   Использование в  компьютерных сетях в качестве  передающей среды радиоволн различной  частоты является экономически  эффективным либо для связи  на больших и сверхбольших  расстояниях (с использованием спутников), либо для связи  с труднодоступными, подвижными либо временными объектами.

   Обмен данными  на радиоканалах может вестись  с помощью как аналоговых, так  и цифровых методов передачи. Новый импульс к развитию радиосетей  дало массовое распространением  мобильной телефонной связи и  соответствующей инфраструктуры.