Referatik - База конкурсных работ - Работы автора Ксюшка

Тема: Комп’ютерні мережі
План
1.     Принципи організації КМ.
2.     Класифікація КМ.
3.     Локальні КМ. Мережеві технології.
4.     Мережеві ОС.

1. Принципи організації КМ.
Комп’ютерна мережа – це сукупність комп’ютерів, що об’єднані лініями зв’язку та забезпечені комунікаційним

обладнанням та комунікаційним програмним забезпеченням.
КМ – це сукупність пов’язаних за допомогою каналів зв’язку територіально-розподілених ПК, які працюють під

керівництвом мереженої ОС. ПК, які входять до складу мережі поділяються на робочі станції (РС) і файлові сервери. РС

(абонентські пункти) – окремі ПК користувачів з мереженою платою або адаптером. Сервери – потужні ПК призначені

для обслуговування ПК користувачів.
Якщо в мережі немає серверу – однорангова КМ, інакше – багато рангова.
Інформаційний потік, який циркулює в КМ називається трафіком.
Комп’ютерна мережа забезпечує:
Ä Колективну обробку даних користувачами, комп’ютери яких підключені до мережі,
обмін даними між цими користувачами в реальному часі;
Ä Спільне використання програм;
Ä Спільне використання принтерів, модемів та інших периферійних пристроїв.
Перша КМ була розроблена у 1969 році в США, призначалась для об’єднання воєнних організацій, пізніше були

приєднані університети та наукові установи. Далі КМ поширилась на інші країни і стала частиною глобальної мережі.
При роботі КМ обмін даними між ПК проходить по визначеному протоколу ( порядок угод, які описують взаємодію між ПК

мережі).
Складові мережі.
Комунікаційне обладнання – це периферійні пристрої, які здійснюють перетворення сигналів, що використовує комп’

ютер, в сигнали, що передаються через лінії зв’язку і навпаки.
Такими пристроями є модеми та мережеві адаптери (мережеві карти). Модеми застосовуються при використанні

телефонних ліній зв’язку, мережеві адаптери – при використанні інших ліній зв’язку. З конструктивної точки зору

модеми бувають зовнішні (виготовляються у вигляді окремого блоку) та внутрішні (окрема електронна плата, яка

розташовується всередині системного блока комп’ютера).
Швидкість передачі даних для модемів може становити 9800, 14400, 28800, 33600, 56000, 115200 біт/сек (bps) і т.д..
Лінія зв’язку – це обладнання, за допомогою якого здійснюється з’єднання комп’ютерів в мережу.
Лінії зв’язку можуть використовувати кабелі для передачі сигналів, в цьому випадку використовують плоский

двожильний кабель, коаксіальний кабель, оптико-волоконні кабелі, а можуть бути безкабельними. Від виду ліній зв’язку

залежить пропускна здатність.
Телефонна лінія – приклад лінії зв’язку з проводами. Системи супутникового зв’язку – без проводів. Лінії зв’язку

розрізняються по складності. Часто для з’єднання локально розташованих комп’ютерів використовується радіозв’язок.

Для більш потужних телекомунікацій використовується мікрохвильове чи інфрачервоне випромінювання.
Комунікаційне чи мережеве програмне забезпечення – це набір програм, які забезпечують роботу мережевого

обладнання та обмін інформацією між комп’ютерами в мережі.

2. Класифікація КМ:
• Локальні КМ, складаються з ПК, які розташовані на невеликому просторі 2-5км (один тип передаючого

середовища) – підприємство, офіс (невелике).
• Регіональні КМ –територія до 100 км.. Об’єднують кілька локальних мереж (велике підприємство з філіями,

район міста).
• Глобальна КМ – об’єднання великої кількості мереж і окремих ПК, які розташовуються по всьому світі із

застосуванням різноманітних засобів зв’язку.
КМ можна поділити на з середньою швидкістю (від 1 до 20 Мбіт/с), високошвидкісні (до 100Гбіт/с), надшвидкісні (не

менше 1Гбіт/с).
Відрізняють фізичну і логічну структуру (топологію) КМ. Логічна топологія визначає логічний зв’язок мережених вузлів і

порядок передачі даних між ними.
Фізична описує реальне підключення цих вузлів до передаючої магістралі, визначає порядок передачі електричних

сигналів між вузлами. Фізичні топології локальних КМ (глобальна КМ не має чіткої структури): шинна, зірка, кільцева,

ієрархічна.
Ієрархічна структура – багаторівнева.
КМ діляться на однорангові (всі ПК мають однакові права, мережене ПЗ є надбудовою над ОС) і багаторангові.

Багаторангові поділяються серверні і клієнт-серверні. Серверні КМ простіші за клієнт-серверні. В клієнт-серверних КМ

РС запитують у сервера дозволу на обслуговування і сервер не тільки надає їм послуги але і контролює та обмежує їх

діяльність (адміністратор).
Кожний ПК має в КМ свою адресу. Підключення ПК до КМ може проводитись через послідовні або паралельні порти на

системній платі. Метод підключення впливає на відстань і швидкість. Для послідовного - десятки метрів і Кбіт в сек.,

паралельний – метри і десятки Кбіт в сек.
Для передачі даних в КМ використовується середовище:
• Жорстке (підключення через кабель);
• Гнучка (супутникова, інфрачервона, мікрохвильова).
Для роботи регіональних КМ (частина глобальної) може бути використана телефонна мережа. В цьому випадку

використовується модем (вбудований чи зовнішній).
Адресою ПК в цьому випадку є номер телефону (цифрова АТС). Модем перетворює дискретні сигнали ПК в аналогові

сигнали телефону. Недолік цього типу зв’язку є низька швидкість передачі даних. В існуючих мережах телефонної лінії

часто застосовуються вузли комутації (які можуть об’єднувати телефонні, радіо, супутникові або інші канали зв’язку).
Для роботи ПК (сервера) потрібна відповідна мережева ОС – Unix, Windows NT Server тощо. На робочих станціях

можуть бути інші ОС і крім того існують окремі програми, які є надбудовами або додатками, які розширюють можливості

мережевих ОС.
Для зв’язку між собою різних ЛО, які працюють по різним протоколам, використовуються спеціальні засоби – шлюзи

(апаратно-програмні засоби). Шлюзом може бути шлюзовий сервер або окрема програма. При підключенні ЛОМ до ГОМ

важливу роль відіграє безпека. Повинні бути обмеження доступу з ГОМ до ЛОМ і виходи з ЛОМ в ГОМ. Для цього

встановлюють так звані брандмауери, які перешкоджають несанкціонованому доступу.
Як вже говорилось уся інформація передається між вузлами по протоколу в вигляді пакету. Він має 7 рівнів:
• 7 – верхній визначає зміст інформації (прикладний рівень, основний)
• 6 – рівень представлення, визначає синтаксис інформації, яку передаємо
• 5 – сеансовий рівень, керує взаємодією користувачів в період сеансу зв’язку між ними
• 4 – транспортний рівень, забезпечує передачу повідомлень
• 3 – мережевий рівень виконує маршрутизацію даних по мережі
• 2 – канальний рівень, виконує оформлення пакетів для отримання даних
• 1 – фізичний рівень, виконує перетворення даних в сигнали, які б передаватись в мережі.
Всі комп’ютерні мережі поділяють на 2 групи – локальні та глобальні.Локальні комп’ютерні мережі об’єднують комп’

ютери, що розташовані на невеликій відстані один від одного, наприклад, в сусідній кімнаті чи будинку. Іноді комп’ютери,

навіть якщо знаходяться на відстані декількох кілометрів, можуть належати одній локальній мережі.
Глобальні комп’ютерні мережі об’єднують комп’ютери, що знаходяться в різних містах, кранах та континентах.

Всесвітньо відомою глобальною мережею є Інтернет, яка дозволяє здійснювати комп’ютерний зв’язок між усіма

континентами світу.
Істотною відмінністю локальних та глобальних мереж є використання різних форм подання інформації під час передачі. У

локальних мережах інформація передається в цифровій формі, тобто в формі, в якій вона зберігається і опрацьовується.

Форма передачі інформації по глобальних мережах не збігається з формою її подання в пам’яті комп’ютера, тому для

підключення комп’ютера до мережі необхідно мати пристрій, який здійснює перетворення інформації на вході та виході

комп’ютера, таким пристроєм є модем.
Розрізняють однорангові локальні мережі та мережі з виділеним сервером. Якщо вузли мережі виконують однакові

комунікаційні функції, вони називаються рівними, і комунікації між такими вузлами називаються одноранговими. В

одноранговій мережі всі комп’ютери рівноправні: немає ієрархії серед комп’ютерів і немає виділеного сервера. Всі

користувачі самостійно вирішують, які дані на своєму комп’ютері зробити доступними по мережі. Оскільки

адміністрування в однорангових мережах нецентралізоване, забезпечити потужний захист даних в таких мережах досить

складно.
Якщо до мережі підключено більше, ніж 10 користувачів, то однорангова мережа, де комп’ютери виступають і в ролі

клієнтів, і в ролі серверів, може виявитись не продуктивною. Тому більшість мереж використовують виділені сервери.

Комп’ютер, який надає свої ресурси для загального користування, називається сервером. Комп’ютери, які

використовують ресурси мережі, називаються робочими станціями або клієнтами. Виділеним називається такий сервер,

який функціонує тільки як сервер, виключаючи функції клієнта чи робочої станції. Вони спеціально оптимізовані для

швидкої обробки запитів від клієнтів мережі та для управління захистом файлів і каталогів. Мережі на основі сервера

найбільш ефективні в тому випадку, коли спільно використовується велика кількість ресурсів і даних.
Адміністратор може керувати захистом даних, спостерігаючи за функціонуванням мережі.
Задачі, які повинні виконувати сервери, різноманітні і складні. Тому у великих мережах сервери стали спеціалізованими.

Наприклад:Файл-сервери та принт-сервери. Головним ресурсом файл-сервера є файли. Будь-який комп’ютер з одним

або декількома жорсткими дисками може бути файл-сервером.Сервери додатків. В файл-серверах файл чи дані цілком

копіюються на комп’ютер-клієнт, а в сервері додатків на комп’ютер-клієнт передаються лише результати запиту.
Поштові сервери – управляють передачею електронних повідомлень між користувачами мережі.
Факс-сервери – управляють потоком вхідних та вихідних факсимільних повідомлень через один чи декілька факс-

модемів. Комунікаційні сервери – управляють потоком даних і поштових повідомлень між цією мережею та іншими

мережами або віддаленими користувачами через модем та телефонну лінію.
Взаємодія серверів та робочих станцій забезпечується мережевим програмним
забезпеченням кожного комп’ютера мережі. Користувачу робочої станції доступні ресурси мережі у відповідності з

попередньо обумовленими правилами. Основним аргументом при виборі мережі на основі сервера є, як правило, захист

даних.
Структурною ознакою мереж є їх топологія, яка характеризує зв’язки між комп’ютерами. Вибір тієї чи іншої топології

впливає на:
Ä Склад необхідного мережевого обладнання;
Ä Характеристики мережевого обладнання;
Ä Можливості розширення мережі;
Ä Спосіб управління мережею.
Якщо комп’ютери підключені вздовж одного кабелю, топологія називається шиною. У випадку, якщо комп’ютери

підключені до сегментів кабелю, що виходять з однієї точки, топологія називається зіркою. Якщо кабель, до якого під’

єднані комп’ютери, замкнений у кільце, топологія носить назву кільце. Також розрізняють повнозв’язну топологію, коли

кожен комп’ютер в мережі має зв’язок з будь-яким іншим комп’ютером цієї мережі, та деревоподібну топологію, в якій

центри обробки даних з’єднані між собою через вузли зв’язку.
Кожна топологія має свої переваги і недоліки. Вибір виду топології мережі залежить від конкретних умов її використання.

Наприклад, недоліком мереж топології зірка є обмеженість вибору каналів зв’язку, а у мережах кільцевої структури при

виході з ладу однієї з ланок зв’язку можуть виникнути проблеми з передачею даних. Топологія великих мереж будується

як комбінація різних топологічних рішень.
Функціонувати мережа може лише при наявності відповідного програмного забезпечення. Програмне забезпечення для

мереж може розповсюджуватися окремо від операційних систем, а може входити до їх складу. Такі операційні системи, як

Unix, Novel Netware, Windows-9x, NT, 2000, ME, XP мають свої власні засоби для забезпечення роботи мереж.
3. Локальні КМ. Мережеві технології.
Більшість стандартів каналів зв’язку були розроблені американським інститутом по електротехніці та електроніці (IEEE).

Протоколи та стандарти каналів зв’язку КМ затверджуються різноманітними організаціями: міжнародна організація

стандартів, європейська комп’ютерна асоціація, міжнародний консультативний комітет по телефонії та телеграфії тощо.
Розглянемо окремі типи ЛОМ і стандарти. Однією з найпопулярніших мережевих структур є Ethernet. Запропонована

компанією Xerox ще у 70-ті роки, постійно розвивається. Легко інсталюється, шинна топологія, низька собівартість,

швидкість 10-20Мбіт/с, має наступні фізичні реалізації.
• ThickNet або Standart Ethernet (товстий), виконується на товстому коаксіальному кабелі, максимальна

довжина мережі до 2500м. Може містити до 5 сегментів, між якими довжина до 500м. 3-и сегменти можуть включати до 100

вузлів, інші використовуються для збільшення довжини мережі. 10BASE5
• ThinNet або CheaperNet (тонкий або дешевий), використовує тонкий коаксіальний кабель, максимальна

довжина сегменту – 300м, до 5 сегментів, в 3-х
може бути до 30 вузлів, максимальна довжина мережі – 1000м. 10BASE2
• Twisted-pair або 10BASEТ, використовується віта пара, можливо використання до 5-ти сегментів,

максимальна кількість вузлів до 1000.
• Існують ще інші реалізації усі не будемо розглядати.
ЛОМ TorenRing , є стандартом запропонованим фірмою IBM у 80-ті роки, моє кільцеву структуру, створена для того

щоб уникати тих конфліктів які були у Ethernet. Середовище для передачі даних – вита пара або оптоволокно,

швидкість до 20 Мбіт/с, може містити до 250 вузлів, довжина між вузлами до 100м.
Високошвидкісні мережеві технології:
• FDDI – швидкість до 100Мбіт/с, кільцева топологія, кількість вузлів – 1000, довжина кільця до 100км, відстань

між вузлами до 40 км, оптоволокно.
• CDDI – реалізація FDDI на витій парі, відстань між сегментами до 100м.
• AnyLAN – розробка фірми HP 90-х роках, з метою розширення можливостей Ethernet, використовує віту

пару або оптоволокно, швидкість до 100Мбіт/с, централізований принцип доступу до ресурсів за пріоритетами, це

запобігає виникненню конфліктів, топологія зірки, відстань між вузлами до 2000м.
• WLAN – швидкість до 50Мбіт/с, інфрачервоний зв’язок (без
провідниковий), може бути під’єднана до інших стандартів провідникових ЛОМ. Ще один різновид - .I-FI
Для зв’язку між собою різні локальні мережі з різними методами доступу використовують так звані – мости. Мости

бувають внутрішні і зовнішні. Зовнішні – наявність окремого комп’ютера, який буде підтримувати зв’язок.

4. Мережеві ОС.
Мережева ОС управляє всіма ресурсами і відповідає за оптимальну роботу мережі.
Задача мереженої ОС полягає в тому, щоб створити платформу доступу для усіх користувачів до сервера і роботи в

мережі. ОС повинна бути багатозадачною і виконувати такі функції – підтримку роботи програм, забезпечувати захист

даних, керувати роботою мережі, керувати роботою усіх пристроїв, які підключені до сервера тощо. До таких систем

можна віднести: Net Bios, PC LAN, OS/2, Windows NT, UNIX, Net Ware.Net Ware – є однією з най

розповсюджених ОС (більш ніж 30% ЛОМ). Має великі потужності і можливості, щодо захисту інформації. Існує кілька

версій цієї ОС.
Найбільш потужна версія Net Ware 4.0 – до 100 користувачів обслуговувати, може навіть обслуговувати процесори 486.

Але не може бути використана для клієнт-серверною архітектури.
Windows NT – працює лише на потужних ПК, потребує ресурсів у 3 рази більше за Windows 98, досить стабільна і

надійна система, Ця ОС не дозволяє будь-яким програмам на пряму працювати з ресурсами та обладнанням, що значно

зменшує “зависання” і збої в роботі системи, не має місця конфліктів між програмами. Але програми DOS як правило

не працюють. Це королева робочих станцій, за нею майбутнє і домашніх ПК. Застосовується в клієнт-серверних

структурах ЛОМ. Має модулі для інсталяції на національних мовах багатьох країн. Модульна структура дозволяє постійно

нарощувати і удосконалювати систему. UNIX – має багато модифікацій, але однакові принципи роботи, модульна

структура, легко розширюється і налагоджується, широкий вибір послуг (текстовий редактор, СУБД тощо).

Застосовується як для роботи відокремленого ПК, так і сервера і робочої станції. Може підтримувати роботу сервера

БД, обчислювального сервера, мереженого сервера, мереженого маршрутизотора. Обслуговує велику кількість робочих

станцій від 900 до 2000 разом з периферійними пристроями. Займає місце серед лідерів. Існує система більше 3-х

десятиріч, постійно оновлюється в розвивається.