Объединение компьютеров по локальной сети. Локальная сеть своими руками: Общие правила построения домашней сети и ее основные компоненты

При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты, диски или флэш-память.

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 сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

Аппаратные средства локальной сети

Аппаратура локальной сети в общем случае включает в себя:

· компьютеры (серверы и рабочие станции);

· сетевые платы;

· каналы связи;

· специальные устройства, поддерживающие функционирование сети (маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы).

Простейшим видом локальной сети является одноранговая сеть . Из названия такой сети следует, что все компьютеры в ней имеют одинаковую значимость (статус) и ни один из них не подчинен другому.

Более развитые сети, помимо компьютеров конечных пользователей - рабочих станций , включают специальные компьютеры - серверы .

Сервер - это выделенный в сети компьютер, выполняющий функции обслуживания рабочих станций. Есть разные виды серверов: файл-серверы, серверы баз данных и др.

Каждый компьютер подключается к сети с помощью сетевой платы - адаптера, которая поддерживает конкретную схему подключения. Так, широко распространенными являются адаптеры Ethernet с пропускной способностью от 10 или 100 Мбит/с.

К сетевой плате подключается сетевой кабель. Если используется радиосвязь или связь на инфракрасных лучах, то кабель не требуется.

В современных локальных сетях чаще всего применяют два типа сетевых кабелей:

· неэкранированная витая пара;

· волоконно-оптический кабель.

Витая пара представляет собой набор из восьми проводов, скрученных попарно таким образом, чтобы обеспечивать защиту от электромагнитных помех. Каждая витая пара соединяет с сетью только один компьютер, поэтому нарушение соединения сказывается только на этом компьютере, что позволяет быстро находить и устранять неисправности.

Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых импульсов по стеклянным проводам. Большинство технологий локальных сетей в настоящее время позволяют использовать волоконно-оптические кабели. Волоконно-оптический кабель обладает существенными преимуществами по сравнению с любыми вариантами медного кабеля. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены электромагнитным помехам. Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспор­тировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Скорость передачи данных по оптическому кабелю составляет сотни тысяч мегабитов в секунду, что примерно в тысячу раз быстрее, чем по проводам витой пары.

Беспроводная связь на радиоволнах может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений там, где применение обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные части локальной сети на расстояниях до 25 км (при условии прямой видимости).

Совместно используемые внешние устройства включают в себя подключенные к серверу накопители внешней памяти, принтеры, графопостроители и другое оборудование, которое становится доступным с рабочих станций.

Помимо кабелей и сетевых адаптеров, в локальных сетях на витой паре используются другие сетевые устройства - концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Концентратор (называемый также хаб) - устройство, объединяющее несколько (от 5 до 48) ветвей звездообразной локальной сети и передающее информационные пакеты во все ветви сети одинаково. Коммутатор (свич) делает то же самое, но, в отличие от концентратора, обеспечивает передачу пакетов в заданные ветви. Это обеспечивает оптимизацию потоков данных в сети и повышение защищенности от несанкционированного проникновения.

Маршрутизатор (роутер) - устройство, выполняющее пересылку данных между двумя сетями, в том числе между локальными и глобальными сетями. Маршрутизатор, по сути, является специализированным микрокомпьютером, имеет собственный процессор, оперативную и постоянную память, операционную систему.

Топологии сетей

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

· кольцевая;

· шинная – компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями;

· радиальная («звезда») – к каждому компьютеру подходит отдельный кабель из одного центрального узла;

· древовидная – иерархическая подчиненность компьютеров.

Организация передачи данных в сети

Необходимым условием работы единой локальной сети является использование сетевой операционной системы. Такие операционные системы обеспечивают совместное использование не только аппаратных ресурсов сети (принтеров, накопителей и т. д.), но и распределенных коллек­тивных технологий при выполнении разнообразных работ. Наибольшее распространение получили сетевые операционные системы Novell NetWare, Linux и Windows.

Информация в сетях передается отдельными порциями - пакетами, причем длина этих пакетов строго ограничена (обычно величиной в несколько килобайтов). Этот способ передачи связан с тем, что локальная сеть должна обеспечивать качественную связь для всех компьютеров сети за разумное время доступа - время ожидания пользователем начала связи.

Компьютерные сети породили новые технологии обработки информации – сетевые технологии, позволяющие совместно использовать аппаратные и программные средства. Для сотрудников многих учреждений стало привычным пользоваться электронной почтой для обмена сообщениями и документами, для совместной работы. На предприятиях на базе локальных сетей создаются автоматизированные системы управления предприятием и технологическими процессами.

Распространенный способ организации обработки информации в сети называется технологией «клиент-сервер». В ней предполагается глубокое разделение функций компьютеров в сети.

Основная функция сервера - выполнение специфических действий по запросам клиента (например, решение сложной математической задачи, поиск данных в базе данных, соединение клиента с другим клиентом ит. д.).

Объединение компьютеров в локальную сеть

Локальная сеть — объединение нескольких компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга (обычно в пределах одного здания) для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач. В небольшой локальной сети может быть 10-20 компьютеров, в очень большой — порядка 1000.
Назначение локальных сетей
· совместное использование общих аппаратных средств (накопителей принтеров, модемов)
· оперативный обмен данными
· информационная система предприятия (учреждения)
Организация локальных сетей.
Несмотря на то, что существует много различных способов объединить компьютеры, по существу есть два типа компьютерных сетей: однораноговая сеть и сеть клиент-сервер.
Одноранговая сеть - это объединение равноправных компьютеров. Обычно одноранговая сеть объединяет не больше 10 компьютеров и организуется в домах или небольших офисах.

Сеть клиент-сервер чаще встречается в таких организациях, как школа, предприятие или библиотека, а не в домашних условиях. В таком типе сетей один компьютер, называемый сервером, является сердцем сети. Он хранит информацию и ресурсы и делает их доступными другим компьютерам данной сети. Остальные компьютеры, использующие сеть для получения этой информации называются клиентами.

Сети клиент-сервер являются наилучшим вариантом для объединения в сеть более десяти компьютеров. Они более дорогие, но в случаях, когда необходимо хранить большой объем информации, это самый лучший выбор.
Модели различных конфигураций сети
К началу
Топологии локальных сетей
Локальные сети в зависимости от назначения и технических могут иметь различные конфигурации. Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными. Чаще всего локальные сети могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.
В шинной топологии компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями.

Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.
В радиальной топологии (топология «звезда») в центре находится концентратор, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий их друг с другом.

В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель - проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности
В кольцевой топологии информация передается по замкнутому каналу. Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими с хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети.

В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца. Достоинство кольцевой структуры - простота реализации устройств, а недостаток - низкая надежность.
Гибридная топология является комбинацией различных топологии в одной сети. Например, вы можете объединить несколько сетей с шиной типа «звезда» единым кабелем.
К началу
Аппаратура локальной сети
Как компьютеры взаимодействуют друг с другом?
Работа сети основана на том, что все элементы оборудования тем или иным способом соединены друг с другом. Каждый компьютер и оборудование, такое как принтеры, сканеры, портативные компьютеры объединяются с помощью кабеля различного размера, спутниковой связи или телефонных линий. Сегодня существуют даже беспроводные сети, соединяющие компьютеры с помощью радиоволн.
Аппаратура локальной сети в общем случае включает в себя:
· компьютеры (серверы и рабочие станции);
· сетевые платы (адаптеры);
· каналы связи;
· специальные устройства, поддерживающие функционирование сети (маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы).
Каждый компьютер подключается к сети с помощью сетевой платы — адаптера .
К сетевой плате подключается сетевой кабель. Если используется радиосвязь или связь на инфракрасных лучах, то кабель не требуется. В современных локальных сетях чаще всего применяют два типа сетевых кабелей:
· неэкранированная витая пара;
· волоконно-оптический кабель.
Обычно выбор кабеля для сети зависит от следующих показателей: стоимость монтажа и обслуживания, скорость передачи данных, ограничение на величину расстояния передачи информации без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров), безопасность передачи данных.
представляет собой набор из восьми проводов, скрученных попарно таким образом, чтобы обеспечивать защиту от электромагнитных помех.

Витая пара - наиболее дешевый вид кабеля. Витая пара позволяет осуществлять максимальную скорость передачи до 10 Мбит/с. Длина кабеля не должна превышать 1000 метров, причем скорость передачи данных при этом не превысит 1 Мбит/с. Для повышения помехозащищенности используют экранированную витую пару.Каждая витая пара соединяет с сетью только один компьютер, по-этому нарушение соединения сказывается только на этом компьютере, что позволяет быстро находить и устранять неисправности.
Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых им-пульсов по стеклянным проводам. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены электромагнитным помехам.
Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Скорость передачи данных по оптическому кабелю составляет сотни тысяч мегаби-тов в секунду, что примерно в тысячу раз быстрее, чем по проводам витой пары.

Оптоволоконная линия - наиболее дорогой на сегодня вид соединения, но скорость распространения информации в ней достигает нескольких гигабит в секунду при допустимом удалении до 50 километров. При этом линии связи, построенные на применении оптоволокна, практически не чувствительны к электромагнитным помехам.
Куда же «втыкать» кабель в компьютере? Нужно промежуточное (интерфейсное) устройство, которое называется сетевой картой или сетевым адаптером, а в английской речи NIC - Network Interface Controller.
, или NIC, - это встроенное устройство, которое позволяет вам присоединить ваш компьютер в сеть. На каждом компьютере установлено программное обеспечение, которое позволяет ему связываться с другими компьютерами.

Беспроводная связь на радиоволнах может использоваться для органи-зации сетей в пределах больших помещений там, где применение обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные части локальной сети на расстояниях до 25 км (при условии прямой видимости).
Помимо кабелей и сетевых адаптеров, в локальных сетях на витой паре используются другие сетевые устройства — концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.
Концентратор (называемый также хаб) — устройство, объединяющее несколько (от 5 до 48) ветвей звездообразной локальной сети и передающее информационные пакеты во все ветви сети одинаково.

(свич) делает то же самое, но, в отличие от концентратора, обеспечивает передачу пакетов в заданные ветви. Это обеспечивает оптимизацию потоков данных в сети и повышение защищенности от несанкционированного проникновения.

(роутер)— устройство, выполняющее пересылку данных между двумя сетями, в том числе между локальными и глобальными сетями. Маршрутизатор, по сути, является специализированным микрокомпьютером, имеет собственный процессор, оперативную и постоянную память, операционную систему.

устройство сопряжения, которое соединяет два разных типа сетей. Оно получает информацию, переводит ее в необходимый формат, а затем пересылает перевод по месту назначения.

Совместно используемые внешние устройства включают в себя подключенные к серверу накопители внешней памяти, принтеры, графопостроители и другое оборудование, которое становится доступным с рабочих станций.
К началу
Организация передачи данных в сети
Необходимым условием работы единой локальной сети является использование сетевой операционной системы. Такие операционные системы обеспечивают совместное использование не только аппаратных ресур-сов сети (принтеров, накопителей и т. д.), но и распределенных коллектив-ных технологий при выполнении разнообразных работ. Наибольшее распространение получили сетевые операционные системы Novell NetWare , Linux и Windows .
Компьютеры могут сообщаться друг с другом, потому что существуют наборы правил, или протоколы , которые помогают компьютерам понимать друг друга. Протоколы необходимы для того, чтобы процесс связи проходил без ошибок. Протоколы помогают определить, как отправляется информация и как ее получить.

Преподаватель: Может быть, кому-нибудь уже знакомо такое понятие как компьютерные сети? Если да, то как вы его можете объяснить.

Ученики: Может быть это соединение компьютеров.

Преподаватель: Абсолютно правильно. Итак, к омпьютерная сеть – это система компьютеров, связанная каналами передачи информации. Посмотрим на экран и запишем себе в тетрадь это определение.

А как вы думаете, для чего нужна компьютерная сеть?

Ученики: Для того чтобы легче было работать.

Преподаватель: Верно. Однако, н азначение всех компьютерных сетей можно выразить двумя словами: совместный доступ или совместное использование . Прежде всего, имеется в виду совместный доступ к данным. Людям, работающим над одним проектом, приходится постоянно использовать данные, создаваемые коллегами. Благодаря сети эти и многие другие проблемы решаются.

Один из простейших видов соединения является п рямое соединение компьютеров.

Мы знаем, что для взаимодействия с внешними устройствами компьютеры имеют специальные устройства – коммуникационные порты. С их помощью можно не только соединить компьютер с принтером, или например, со сканером, но и связать два компьютера между собой – тогда они смогут обмениваться файлами. Тогда образуется простейшая компьютерная сеть, которая называется прямым соединением.

Но у прямого соединения есть три существенных недостатка:

• оно позволяет соединить не более 2 компьютеров
• пропускная способность мала
• длина прямого соединения крайне незначительна (до 1,5 м для параллельного и до 10 м у последовательного соединения)

Для создания более сложных соединений используют сетевые адаптеры. Если на компьютер установлен сетевой адаптер, на нем образуется так называемый сетевой порт. Соединяя сетевые порты разных компьютеров между собой с помощью кабелей, получают компьютерные сети.

Виды компьютерных сетей .

По географическому принципу различают сети локальные и глобальные. Локальные сети объединяют компьютеры, находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга. Глобальные сети могут охватывать огромные территории, сравнимые с размерами государства.

Локальные сети, их основные свойства.

Это сети небольшие по масштабам и работают в пределах одного помещения, здания, предприятия. Они объединяет относительно небольшое количество компьютеров (до 1000 штук).

Обычно компьютеры одной локальной сети удалены друг от друга на расстояние не более одного километра.

Использование локальной сети отвечает двум основным целям:

• Обмену файлами между пользователями сети
• Использованию общедоступных ресурсов: большого пространства дисковой памяти, принтеров, программ и т.д.

Основные свойства:

• Высокая скорость передачи, большая пропускная способность;
• Низкий уровень ошибок передачи;
• Точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети;
• Имеет один или несколько взаимосвязанных центров управления.

Последний параметр, по существу, является определяющим, что это локальная сеть. Так, например, компания HP имеет одну из самых больших локальных сетей, компьютеры которой распределены по всему миру. Главное отличие такой сети от глобальной является наличие единого центра управления, что принципиально отсутствует в глобальных сетях.

Организация ЛС.

С точки зрения организации взаимодействия отдельных элементов в ЛС выделяют два типа:

1. Одноранговая сеть

Все объединенные компьютеры равноправны. Пользователю могут быть доступны ресурсы всех подключенных к нему компьютеров. Не нуждаются в специальном программном обеспечении . Работу одноранговых сетей поддерживает Windows95/98/00.

2. Сеть с выделенным файловым сервером (главным компьютером).

Её еще называют сеть типа клиент – сервер . Имеется одна центральная машина, которая и называется сервером, и множество подключенных к ней компьютеров - рабочих станций или клиентов . Центральная машина обычно более мощная машина (имеет большую дисковую память, к ней подключены принтер, сканер, модем и т.д. Непосредственный обмен информацией происходит между сервером и рабочей станцией . Конечно, в такой системе ученики тоже могут обмениваться файлами, но "транзитом" через сервер.

Название "сервер" происходит от англ. и переводится как обслуживающее устройство. Сервер играет роль коллективного хранилища файлов.

Работой такой сети управляет сетевая операционная система. Её основное назначение – дать возможность пользователям работать в ЛС, не мешая друг другу. Наиболее распространенные ОС для сетей с выделенным сервером NOVELL NETWARE, WINDOWS NT.

Топология.

КОЛЬЦЕВАЯ: Каждый компьютер соединен друг с другом. Сигнал, несущий информацию идет по кругу.

ШИНА: Компьютеры соединены последовательно. Все компьютеры подключены к одному кабелю. Основной недостаток – разрыв кабеля в любой точке разрывает сеть.

ЗВЕЗДА: Использует отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства (концентратор, HUB). Более устойчива к различным повреждениям кабеля.

СНЕЖИНКА: Разновидность “Звезды”. Имеется один центральный сервер для всей сети и несколько файловых серверов для разных рабочих групп.

Аппаратные средства сети.

Для организации связи первоначально компьютеры соединялись коаксиальным кабелем. Однако в последнее время стала популярной витая пара, используемая при прокладке телефонных линий. Со снижением стоимости получает распространение и оптоволоконный кабель. Наряду с этим существуют бескабельные сетевые решения, использующие радиоволны, инфракрасное излучение и т.д.

Главными параметрами линий связи является пропускная способность (максимальная скорость передачи информации), помехоустойчивость, стоимость. Запишем относительные характеристики линий связи (см. приложение1).

Давайте попробуем применить наши знания на практике. Какая же сеть у нас в аудитории?

Ученики: Локальная.

Преподаватель: Верно. А почему?

Ученики: Потому что мы можем передавать информацию с одного компьютера на любой другой и находимся в пределах одного здания.

Преподаватель: А к какому виду сети: одноранговая или с выделенным сервером, мы отнесем нашу сеть?

Ученики: Одноранговая! С выделенным сервером!

Преподаватель: Итак, мнения разделились. Как это определить? Вспомните у нас были уроки, когда "главная машина" не была даже включена, а вы работали за своими компьютерами. Могло ли такое быть, если бы эта машина была сервером? Конечно, нет. Так что здесь одноранговая сеть. Топология?

Ученики: Звезда.

Преподаватель: Как вы так быстро и правильно определили?

Ученики: Потому что есть HUB.(учитель предварительно, когда объяснял про HUB, показал им его на примере)

Преподаватель: Все верно.

Преподаватель : Предлагаю организовать 4 группы для выполнения следующего задания. Каждая группа опишет свой вариант построения сети в новом компьютерном кабинете, проведет ориентировочный расчет стоимости, обоснует преимущества и недостатки своего варианта.

Итак, сегодня мы с вами узнали, что такое компьютерные сети и для чего они нужны, их два основных вида. Поподробнее познакомились с локальными сетями, их организациями и топологиями. Кроме того, научились применять наши знания на практике.

Вашим домашним заданием будет знание материала этого урока. На следующем уроке я буду вас спрашивать, а затем мы продолжим изучение этой темы, узнаем, как же организованы глобальные сети.

А сейчас урок окончен. До свидания! Можете быть свободными.

План

Назначение локальных сетей.

Способы соединения устройств существуют?

Топологии «звезда»

Топологии «шина»

Топологии «кольцо»

Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.

Передача информации между компьютерами существует с самого момента возникновения ЭВМ. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, и решать множество других проблем.

Под компьютерной сетью понимают комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для обмена информацией и доступа пользователей к единым ресурсам сети.

Основное назначение компьютерных сетей - обеспечить совместный доступ пользователей к информации (базам данных, документам и т.д.) и ресурсам (жесткие диски, принтеры, выход в глобальную сеть и т.д.).

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.

Любой абонент сети подключён к станции.

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

Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима физическая передающая среда.

Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.

Одной из основных характеристик линий или каналов связи является скорость передачи данных (пропускная способность).

Скорость передачи данных– количество бит информации, передаваемой за единицу времени.

Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть. Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

Виды сетей.

По типу используемых ЭВМ выделяют однородные и неоднородные сети . В неоднородных сетях содержатся программно несовместимые компьютеры, а в однородных наоборот.

По территориальному признаку сети делят на локальные и глобальные.

Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, не более 2–2.5 км.

Локальные компьютерные сети позволят организовать работу отдельных предприятий и учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим техническим и информационным ресурсам.

Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) объединяют абонентов, расположенных друг от друга на значительных расстояниях: в разных районах города, в разных городах, странах, на разных континентах (например, сеть Интернет).

Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Основные компоненты коммуникационной сети :

передатчик;

приёмник;

сообщения (текст или изображение);

средства передачи (физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу информации).

Топология локальных сетей.

Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями.

Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.

Существует три основных вида топологии сети:

шина, звезда и кольцо.

Шина (bus) , при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам.

Звезда (star) , при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи. Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится очень большая нагрузка, поэтому он предназначен только для обслуживания сети.

Кольцо (ring) , при котором каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута. Особенностью кольца является то, что каждый компьютер восстанавливает приходящий к нему сигнал, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами.

Понятие о глобальных сетях

Глобальная сеть – это объединения компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов, самой популярной является сеть Интернет.

Обычно в глобальной сети объединяются компьютеры, работающие по разным правилам (имеющие различную архитектуру, системное программное обеспечение и т.д.). Поэтому для передачи информации из одного вида сетей в другой используются шлюзы.

Шлюзы (gateway)– это устройства (компьютеры), служащие для объединения сетей с совершенно различными протоколами обмена.

Протокол обмена– это набор правил (соглашение, стандарт), определяющий принципы обмена данными между различными компьютерами в сети.

Протоколы условно делятся на базовые (более низкого уровня), отвечающие за передачу информации любого типа, и прикладные (более высокого уровня), отвечающие за функционирование специализированных служб.

Главный компьютер сети, который предоставляет доступ к общей базе данных, обеспечивает совместное использование устройств ввода-вывода и взаимодействия пользователей называется сервером .

Компьютер сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, называется. Для работы в глобальной сети пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение.

Контрольные вопросы

Что такое локальные сети?

Какие способы соединения устройств существуют?

Плюсы и минусы топологии «звезда»

Плюсы и минусы топологии «шина»

Плюсы и минусы топологии «кольцо»

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Тема: Объединение компьютеров в локальную компьютерную сеть. Организация работы пользователей в локальных компьютерных сетях. Составитель: преподаватель СМТ ФГБОУ ВО «Керченского государственного морского технологического университета» Шаратова Наталья Владимировна

2 слайд

Описание слайда:

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, соединенных между собой при помощи специальной аппаратуры, обеспечивающий обмен информацией между компьютерами данной группы и оснащенных специальным коммуникационным ПО.

3 слайд

Описание слайда:

4 слайд

Описание слайда:

Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

5 слайд

Описание слайда:

К основным характеристикам сетей относятся: Пропускная способность – максимальный объем данных, передаваемых сетью в единицу времени. Пропускная способность измеряется в Мбит/с. Время реакции сети - время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряется миллисекундах.

6 слайд

Описание слайда:

Компьютеры могут сообщаться друг с другом, потому что существуют наборы правил, или протоколы, которые помогают компьютерам понимать друг друга. Протоколы необходимы для того, чтобы процесс связи проходил без ошибок. Протоколы помогают определить, как отправляется информация и как ее получить. Сетевой протокол – это набор правил для организации работы в компьютерной сети.

7 слайд

Описание слайда:

8 слайд

Описание слайда:

Локальная сеть (LAN - Local Area Network) - сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации. Региональная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) - сеть в пределах города или области. Глобальная сеть (WAN - Wide Area Network) – сеть на территории государства или группы государств.

9 слайд

Описание слайда:

Рабочая станция (клиентская-машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) - это компьютер, за которым непосредственно работает абонент компьютерной сети. Сеть рабочих станций представлена совокупностью рабочих станций и средств связи, обеспечивающих взаимодействие рабочих станций с сервером и между собой.

10 слайд

Описание слайда:

Сервер - это компьютер, выполняющий общие задачи компьютерной сети и предоставляющий услуги рабочим станциям. Сеть серверов - это совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных.

11 слайд

Описание слайда:

Базовая сеть передачи данных - это совокупность средств передачи данных между серверами. Она состоит из каналов связи и узлов связи.

12 слайд

Описание слайда:

Узел связи - это совокупность средств коммутации и передачи данных в одном пункте. Узел, связи принимает данные, поступающие по каналам связи, и передает данные в каналы, ведущие к абонентам.

13 слайд

Описание слайда:

Локальная сеть – это система взаимосвязанных компьютеров, работающих в пределах одного помещения, здания, одной организации. Локальные компьютерные сети

14 слайд

Описание слайда:

быстрый обмен информацией совместное использование периферийных устройств (принтер, сканер, модем и пр.) одновременная работа с документами По признаку распределения функций локальные компьютерные сети делятся на одноранговые и многоранговые

15 слайд

Описание слайда:

В одноранговой сети все компьютеры равноправны. Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа - это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров. Типы локальных сетей Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Одноранговая сеть Сеть с выделенным сервером

16 слайд

Описание слайда:

одноранговая на основе сервера Компьютеры равноправны. Пользователи самостоятельно решают какие ресурсы компьютера сделать общедоступными. Компьютер, используемый как хранилище общих информационных ресурсов и позволяющих подключаться к техническим устройствам общего доступа. Локальная сеть

17 слайд

Описание слайда:

Одноранговая сеть Компьютеры в такой сети равноправны по отношению друг к другу. Каждый пользователь в сети решает сам, какие ресурсы своего компьютера он предоставит в общее пользование. Компьютер выступает и в роли клиента, и в роли сервера.

18 слайд

Описание слайда:

Сервер (от англ. server - обслуживающее устройство) - компьютер, распределяющий ресурсы между пользователями сети, используемый как хранилище общих информационных ресурсов и позволяющих подключаться к техническим устройствам общего доступа.

19 слайд

Описание слайда:

 Сервер может предоставлять различные сервисы, из которых наиболее известны следующие: хранение и предоставление файлов (файловый сервер); вывод на принтер (сервер печати); получение и пересылка факсимильных сообщений (факс-сервер); получение, хранение и передача сообщений электронной почты (почтовый сервер); размещение сайтов (web-сервер).

20 слайд

Описание слайда:

21 слайд

Описание слайда:

Топология «Шина» Используется один кабель вдоль которого подключены все компьютеры сети. Терминатор необходим для поглощения передаваемого сигнала на концах. Простота При выходе одного компьютера из строя это не скажется на работе остальных В каждый момент времени только один компьютер может вести передачу данных Разрыв кабеля приводит к прекращению работы сети При большом количестве компьютеров сеть работает медленно терминатор терминатор

22 слайд

Описание слайда:

Шина. Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию - шину. Любой узел может принимать информацию в любое время, а передавать - только тогда, когда шина свободна. Данные (сигналы) передаются компьютером на шину. Каждый компьютер проверяет их, определяя, кому адресована информация, и принимает данные, если они посланы ему, либо игнорирует. Если компьютеры расположены близко друг друга, то организация КС с шинной топологией недорога и проста - необходимо просто проложить кабель от одного компьютера к другому. Затухание сигнала с увеличением расстояния ограничивает длину шины и, следовательно, число компьютеров, подключенных к ней. Проблемы шинной топологи возникают, -когда происходит разрыв(нарушение контактов) в любой точке страны; сетевой адаптер одного из компьютеров выходит из строя и начинает передавать на шину сигналы с помехами; необходимо подключить новый компьютер.

23 слайд

Описание слайда:

Топология «Кольцо» Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер (замкнутая сеть). У кабеля нет свободного конца и поэтому не нужен терминатор Каждый компьютер усиливает сигналы передавая их следующему компьютеру При выходе из строя одного компьютера прекращает функционировать вся сеть

24 слайд

Описание слайда:

Кольцо. Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном направлении. Каждый узел помимо всего прочего реализует функции ретранслятора. Он принимает и передает сообщения, а воспринимает только обращенные к нему. Используя кольцевую топологию, можно присоединить к сети большое количество узлов, решив проблемы помех и затухания сигнала средствами сетевой платы каждого узла. Недостатки кольцевой организации: разрыв в любом месте кольца прекращает работу всей сети; время передачи сообщения определяется временем последовательного срабатывания каждого узла, находящегося между отправителем и получателем сообщения; из-за прохождения данных через каждый узел существует возможность непреднамеренного искажения информации.

25 слайд

Описание слайда:

Топология «Звезда» Сервер Управление сетью централизовано (имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю). При выходе из строя одного компьютера сеть остается работоспособной Для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля При выходе из строя сервера сеть прекращает функционировать

26 слайд

Описание слайда:

Звезда. Узлы сети объединены с центром лучами. Вся информация передается через центр, что позволяет относительно просто выполнять поиск неисправностей и добавлять новые узлы без прерывания работы сети. Однако расходы на организацию каналов связи здесь обычно выше, чем у шины и кольца.

27 слайд

Описание слайда:

Топология «Дерево» Иерархическое соединение узлов, исходящее из общего узла-корня. Между двумя любыми узлами существует только один маршрут. высокая эффективность использования; выход из строя одной станции или кабеля не повлияет на работу других; экономия рабочего времени. требуется большое количество кабеля; надежность и производительность определяется центральным узлом.

28 слайд

Описание слайда:

Комбинация базовых топологий - гибридная топология - обеспечивает получение широкого спектра решений, аккумулирующих достоинства и недостатки базовых. Кроме проблем создания локальных вычислительных сетей имеется также проблема расширения (объединения) компьютерных сетей. Дело в том, что созданная на определенном этапе развития информационной системы вычислительная сеть со временем может перестать удовлетворять потребности всех пользователей. В то же время физические свойства сигнала, каналов передачи данных и конструктивные особенности сетевых компонент накладывают жесткие ограничения на количество узлов и геометрические размеры сети.

29 слайд

Описание слайда:

Аппаратное обеспечение сети Для организации локальной сети необходимо установить в каждый ПК сетевую плату и соединить все компьютеры с помощью специального кабеля.

30 слайд

Описание слайда:

Сетевой адаптер – это устройство необходимое для подключения компьютера к локальной сети. Каждый сетевой адаптер имеет уникальный внутренний номер, так называемый MAC-адрес, позволяющий однозначно идентифицировать источник информации в сетевой среде.

31 слайд

Описание слайда:

Сетевые платы характеризуются: Разрядностью: 8 бит, 16 бит и 32 бита. Шиной данных, по которой идет обмен информацией между материнской платой и сетевой картой: ISA, EISA, VL-Bus, PCI и др. Микросхемой контроллера, на котором данная плата изготовлена. Поддерживаемой сетевой средой передачи. Скоростью работы: Ethernet 10Mbit и/или Fast Ethernet 100Mbit, Gigabit Ethernet 1000Base-Т. MAC- адресом

32 слайд

Описание слайда:

33 слайд

Описание слайда:

Сетевой адаптер присоединяется к кабелю с помощью специальных коннекторов, тип которых зависит от типа кабеля. Например, для кабеля типа витая пара используется коннектор типа RG-45, внешне напоминающий разъем для подключения телефона. Существуют сетевые адаптеры, использующие беспроводной принцип взаимодействия. В настоящее время тремя главными типами беспроводной передачи данных являются радиосвязь, связь в микроволновом диапазоне и инфракрасная связь. Наиболее распространенным, в настоящее время, вариантом организации беспроводной локальной сети является использование WiFi оборудования.

34 слайд

Описание слайда:

Каждый сетевой адаптер имеет уникальный внутренний номер, так называемый MAC-адрес, позволяющий однозначно идентифицировать источник информации в сетевой среде.

35 слайд

Описание слайда:

Аппаратное оборудование компьютерных сетей Среда передачи Передать информацию можно с помощью физических сигналов различной природы. Это могут быть электрические сигналы, электромагнитное излучение, оптические сигналы. В зависимости от вида сигнала используют различные среды передачи - проводные или беспроводные. Среда передачи - это физическая среда, в котором возможна передача информационных сигналов в виде электрических, световых и других импульсов.

36 слайд

Описание слайда:

Безпроводная среда Проводная среда В проводных средах компьютеры и другие устройства сети соединены кабелями, в частности медными (витая пара, коаксиальный кабель) или оптоволоконными. Данные передают в виде электрических или оптических сигналов. теле- и радиоэфир спутниковая связь

37 слайд

Описание слайда:

Коаксиальный кабель – скорость передачи до 10 Мбит/с Витая пара - скорость передачи до 100 Мбит/с Типы кабелей Оптоволоконный кабель - передача информации на бо́льшие расстояния

38 слайд

Описание слайда:

Сетевые кабели Витая пара - один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникационных и компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и легкости в монтаже, является самым распространенным решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

39 слайд

Описание слайда:

Простейшая конструкция коаксиального кабеля включает в себя медную жилу, заключенную в изоляцию, металлическую экранирующую оплетку и внешнюю оболочку. В некоторых модификациях дополнительно присутствует слой фольги, что означает двойную экранизацию. Наиболее сильные помехи преодолеваются кабелями, содержащими четыре экранизации, включающей два слоя фольги и два слоя металлической оплетки. Сетевые кабели

40 слайд

Описание слайда:

Оптоволоконным кабель. В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются оптическими волокнами в виде модулированных световых импульсов. Это относительно защищенный способ передачи, поскольку при нем не используются электрические сигналы. Итак, к оптоволоконному кабелю невозможно подключиться, не разрушая его, и перехватывать данные, от чего не застрахован любой кабель, проводящий электрические сигналы. Оптоволоконные линии предназначены для передачи больших объемов данных на очень высоких скоростях, поскольку сигнал в них практически не затухает и не искажается. Оптическое волокно - чрезвычайно тонкий стеклянный цилиндр, называемый жилой (core). Он покрыт слоем стекла (оболочкой) с другим, чем у жилы, коэффициентом преломления. Иногда оптоволокно проводят из пластика. Пластик проще в монтаже, но он передает световые импульсы на меньшие расстояния по сравнению со стеклянным оптоволокном. Каждое оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с самостоятельными коннекторами. Одно из них служит для передачи, а другое - для приема. Жесткость кабеля увеличена покрытием из пластика, а прочность - волокнами из кевларов. Сетевые кабели

41 слайд

Описание слайда:

Среда передачи Беспроводная среда Характеристики среды передачи В беспроводных средах кабели не используют, а данные передаются через эфир, обычно в виде радиосигналов. Одна из основных характеристик среды передачи - скорость передачи данных, которую измеряют в: битах в секунду (бит/с), килобитах в секунду (Кбит/ с), мегабитах в секунду (Мбит/ с) и гигабит в секунду (Гбит/ с). Скорость передачи данных в компьютерных сетях определяется как количество двоичных разрядов, передаваемых через определенную среду за единицу времени.

42 слайд

Описание слайда:

Беспроводное соединение Использует воздушный радиоканал; это удобно, так как не требуется прокладки проводов, но дороже, чем проводные соединения Беспроводное соединение

43 слайд

Описание слайда:

Сетевые интерфейсы Для того чтобы компьютер или другое устройство можно было подключить к локальной сети, необходимо чтобы он был оснащен сетевым интерфейсом (сетевой картой), к которому подключается сетевой кабель или который обеспечит связь через радиоканал. Сетевые интерфейсы изготавливают в виде плат. Сетевой интерфейс - это оборудование, предназначенное для подключения компьютера или другого устройства в локальной сети

44 слайд

Описание слайда:

45 слайд

Описание слайда:

Модемы Модем – это устройство, применяемое для подключения компьютеров к глобальным сетям Для подключения отдельных компьютеров и локальных сетей к всемирной глобальной сети Интернет можно применять телефонную связь, кабельные телевизионные сети, а также спутниковую мобильную связь. Параметры сигналов, передаваемых этими каналами связи и сигналов, применяемых в локальных сетях и в самом компьютере, отличаются. Поэтому для подключения к глобальной сети требуется специальное устройство– модем. В зависимости от того, для какого канала связи назначен модем, различают модемы для телефонных линий, телевизионных кабельных линий, спутниковые модемы, модемы для мобильной связи. Модемы выпускаются в виде отдельных устройств и в виде плат, которые вставляются в слоты на материнской плате.

46 слайд

Описание слайда:

* Модемы аналоговые сигналы цифровые коды цифровые коды 101001101 Модем – устройство для связи двух компьютеров с помощью телефонной линии. Модем (модулятор/демодулятор) – устройство для преобразования аналогового сигнала в цифровой код и наоборот. Скорость обмена (бит в секунду): прием до 56 Кбит/c передача до 33 Кбит/c 101001101 модем модем

47 слайд

Описание слайда:

48 слайд

Описание слайда:

Модемы Модем CMOTECH Беспроводной скоростной модем Один из первых usb-модемов для пользования мобильным Интернетом.

49 слайд

Описание слайда:

Модемы Спутниковый модем Thrane Thrane Explorer 700 Модемы для телевизионных кабельных линий

50 слайд

Описание слайда:

Модемы Модеми для мобільного зв"язку Модемы для телефонных линий

51 слайд

Описание слайда:

Простая локальная сеть (LAN - Local Area Network) с выходом в интернет состоит из сетевых адаптеров (установлены в компьютерах), которые подключены к концентратору или коммутатору, тот в свою очередь подсоединен к маршрутизатору. В настоящее время для построения LAN-сетей в офисе или дома в подавляющем большинстве случаев используется технология Ethernet, а сетевым кабелем служит витая пара.

52 слайд

Описание слайда:

Концентраторы, комутаторы и точки беспроводного доступа Для реализации сетевой топологии "звезда" необходимо устройство, к которому будут подключаться все компьютеры сети и который будет обеспечивать обмен данными между ними. Функцию таких "центральных" устройств могут выполнять концентраторы и коммутаторы. Концентратор - устройство, которое передает полученные данные всем подключенным к нему устройствам. Коммутатор - устройство, которое определяет, кому именно адресованы полученные данные, а потому направляет их не всем устройствам, а только получателю. Для создания беспроводных сетей используют точки беспроводного доступа, которые функционируют так же, как концентраторы.