Виды компьютерных сетей. Преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети. Базовая модель OSI. IP-адресация и передача данных. Сетевые устройства и средства коммуникаций.
Аннотация к работе
Компания среднего размера или университет могли позволить себе один-два компьютера, тогда как у крупных организаций их число могло достигать нескольких десятков. Компьютерная сеть обозначает набора связанных между собой автономных компьютеров. Два компьютера называются связанными между собой, если они могут обмениваться информацией. Сети могут отличаться друг от друга также размерами и принципами построения. В литературе существует путаница между понятиями "компьютерная сеть" и "распределенная система".Локальная сеть представляет собой, по сути, сеть, используемую в одном здании или отдельном помещении, таком как квартира, для обеспечения взаимодействия используемых в них компьютеров и программ. Локальные сети, расположенные в разных зданиях, могут быть соединены между собой с помощью спутниковых каналов связи или волоконнооптических сетей, что позволяет создать глобальную сеть, т.е. сеть, включающую в себя несколько локальных сетей. Компьютер, который подключен к сети, называется рабочей станцией (Workstation). Такие компьютеры называют серверами, Если компьютеры расположены сравнительно недалеко друг от друга и соединены с помощью высокоскоростных сетевых адаптеров то такие сети называются локальными. Локальные компьютерные сети (LAN - Local Area Network) - это сети, которые объединяют между собой компьютеры, находящиеся географически в одном месте.Для наглядного пояснения разделим ее на семь уровней. Модель содержит семь отдельных уровней: Уровень № 1: физический - битовые протоколы передачи информации; Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль, в том числе и транспортной среде. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше-и нижерасположенными называют протоколом. Отдельные уровни базовой модели проходят в направлении вниз от источника данных (от уровня 7 к уровню 1) и в направлении вверх от приемника данных (от уровня 1 к уровню 7).Для передачи информации, по коммуникационным линиям данные преобразуются в цепочку следующих друг за другом битов (двоичное кодирование с помощью двух состояний: "0" и "1"). Количество представленных знаков в ходе передачи данных зависит от количества битов, используемых в коде: код из 4 битов может представить максимум 16 алфавитно-цифровых знаков, 5-битовый код - 32 знака, 6-битовый код - 64 знака, 7-битовый - 128 знаков и 8-битовый код - 256 знаков. Национальные и специальные знаки с помощью 7-битового кода представить нельзя, для их передачи используют специальную шифровку и/или перекодировку информации. Если принимающий компьютер после некоторых логических действий получит иное значение этого байта, он сделает вывод, что при пересылке пакета произошла ошибка, и запросит повторение передачи этого пакета. Распределение, контроль и управление ограничениями доступа к данным вменяются в обязанность пункта разрешения доступа (например, "только передача" или "только прием").Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за прием сигналов из сети и обнаружение конфликтов. В наиболее популярной технологии сети используют несколько типов коннекторов и терминаторов в зависимости от типа сети: на тонком (диаметр - 0,2 мм) или толстом (диаметр - 0,4 мм) кабеле или витой паре. Такая сеть обладает гораздо лучшей защитой от электромагнитного излучения, чем сеть на тонком кабеле, и может иметь длину до 2,5 км (при использовании дополнительных устройств). Например, максимальная длина сети Ethernet на тонком кабеле составляет 185 м, тогда как соединение сегментов сети по 185 м с помощью репитеров позволяет получить сеть общей длиной до 925 м (в сети не может быть больше 4 репитеров). Традиционный репитер имеет два порта, к которым подключаются соединяемые сегменты сети с помощью BNC-разъема для сети на тонком кабеле и 15-контактного DIX(AUI)-разъема для сети на толстом кабеле.Различают узлы оконечные, расположенные в конце только одной ветви, промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви, и смежные - такие узлы соединены по крайней мере одним путем, не содержащим никаких других узлов. Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, называется ее топологией. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д.Наряду с известными топологиями вычислительных сетей "кольцо", "звезда" и "шина", на практике применяется и комбинированная, например древовидная структура.
Введение
Компьютерная индустрия еще довольно молода по сравнению с другими производствами (например, автомобильной или авиационной промышленностью), прогресс в сфере производства компьютеров был весьма впечатляющим. В первые два десятилетия своего существования компьютерные системы были сильно централизованными и располагались, как правило, в пределах одного помещения. Часто эта комната оборудовалась стеклянными стенами, сквозь которые посетители могли полюбоваться на великое электронное чудо. Компания среднего размера или университет могли позволить себе один-два компьютера, тогда как у крупных организаций их число могло достигать нескольких десятков. Сама мысль о том, что через какие-нибудь 20 лет столь же мощные компьютеры будут иметь размеры почтовой марки и производиться миллионами, тогда казалась чистой фантастикой.
Компьютерная сеть обозначает набора связанных между собой автономных компьютеров. Два компьютера называются связанными между собой, если они могут обмениваться информацией. Связь не обязательно должна осуществляться при помощи медного провода. Могут использоваться самые разнообразные средства связи, включая волоконную оптику, радиоволны высокой частоты и спутники связи. Сети могут отличаться друг от друга также размерами и принципами построения. Как ни странно, ни Интернет, ни так называемая Мировая паутина (WWW) не являются сетями. В литературе существует путаница между понятиями "компьютерная сеть" и "распределенная система". Основное их различие заключается в том, что в распределенной системе наличие многочисленных автономных компьютеров незаметно для пользователя. С его точки зрения, это единая связанная система. Пользователи имеют дело с реальными машинами, и со стороны вычислительной системы не осуществляется никаких попыток связать их воедино. Тем не менее, эти два понятия имеют много общего. Например, как компьютерная сеть, так и распределенная система занимаются перемещением файлов. Разница заключается в том, кто вызывает эти перемещения - система или пользователь.
История появления вычислительных сетей ведет свое начало от 60-х годов, когда были созданы первые компьютерные системы с раздвоенными ресурсами. Первая сеть с коммутацией пакетов была разработана в Англии в 1968 году в Национальной физической лаборатории.
Первая многоузловая сеть с коммутацией пакетов Arpanet вступила в действие в США в 1969 году. В 1971 создана сеть Alocha (Гавайи, США), в котором реализованы методы передачи пакетов по радиоканалам.
Модель сети Ethernet была разработана сотрудниками фирмы Xerox в 1974 - 1976 годах. Протокол этой сети был стандартизирован в 80-х годах.
В течение 1974 - 1982 годов рядом ведущих компьютерных фирм США разработаны архитектуры и сетевые технологии, повлиявшие на формирование современных сетей. Фирмой DEC в 1975 создана сеть Decnet, развивавшаяся вплоть до 1990.
В 1982 - 1988 годах университетами и фирмами США была создана сеть Bitnet, получившая всемирное распространение.
В настоящее время можно выделить два направления создания интерсетей - общедоступные и специализированные сети. Общедоступные сети - это вычислительные сети, предоставляющие услуги всем желающим за определенную плату. В основном, это услуги сетевого, а в отдельных случаях терминального доступа. Специализированными сетями являются академические сети.