Компьютерные сети и их классификация

Бесплатно!

Реферат на тему “Компьютерные сети и их классификация”

Введение

Компьютеры появились в жизни человека не так уж давно, но почти любой человек может с  твердой уверенностью сказать, что будущее за компьютерными технологиями.

На заре своего появления компьютеры представляли собой громоздкие устройства, работающие на лампах и занимающие настолько много места, что для их размещения требовалась не одна комната. При всем этом производительность таких машин, по сравнению с современными, была невероятно мала.

Время шло. Постепенно научная мысль и возможности ученых развились настолько, что производство меньших по размеру, но более производительных компьютеров стало реальностью.

Процесс развития персонального компьютера движется с постоянно увеличивающимся ускорением, в связи с чем в ближайшем будущем компьютеры станут обязательным и незаменимым атрибутом любого предприятия, офиса и большинства квартир.

Причиной столь интенсивного развития информационных технологий является все возрастающая потребность в быстрой и качественной обработки информации, потоки которой с развитием общества растут как снежный ком.

Одной из наиболее перспективных на данный момент областей исследования является разработка так называемых нейрокомпьютеров, основанных на молекулах ДНК  определенного вида водорослей, и способных хранить громадные объёмы информации относительно современного ПК при минимальных  размерах  самих носителей информации.

Большой успех в последнее время получили так называемые виртуальные технологии, которые позволяют с большой точностью моделировать физические явления, процессы, предметы, а так же их взаимодействие в совокупности. Такие технологии используются в различных областях деятельности человека.

Компьютеры уже прочно вошли в современный мир, во все сферы человеческой деятельности  и науки, тем самым  создавая необходимость в обеспечении их различным программным обеспечением. Конечно, в первую очередь это связано с развитием электронной вычислительной техники и  с её быстрым совершенствованием и внедрением в различные сферы человеческой деятельности.

Объединение компьютеров  в сети позволило значительно повысить производительность труда. Компьютеры используются как для производственных (или офисных) нужд, так и для обучения.

1. Компьютерные сети и их классификация

1.1 Понятие компьютерных сетей

Компьютерной сетью называют совокупность узлов (компьютеров, терминалов, периферийных устройств), имеющих возможность информационного взаимодействия друг с другом с помощью специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения.

Размеры сетей варьируются в широких пределах – от пары соединенных между собой компьютеров, стоящих на соседних столах, до миллионов компьютеров, разбросанных по всему миру (часть из них может находиться на космических объектах).

В сетях применяются различные сетевые технологии. Каждой технологии соответствуют свои типы оборудования.

Оборудование сетей подразделяется на активное и пассивное. Активное оборудование – это интерфейсные карты компьютеров, повторители, концентраторы; пассивное оборудование – это кабели, соединительные разъемы, коммутационные панели. Кроме того, имеется вспомогательное оборудование – устройства бесперебойного питания, кондиционирования воздуха и аксессуары – монтажные стойки, шкафы, кабелепроводы различного вида. С точки зрения физики, активное оборудование – это устройства, которым необходима подача энергии для генерации сигналов, пассивное оборудование подачи энергии не требует.

Оборудование компьютерных сетей подразделяется на конечные системы (устройства), являющиеся источниками и/или потребителями информации, и промежуточные системы, обеспечивающие прохождение информации по сети.

К конечным системам относят компьютеры, терминалы, сетевые принтеры, факсмашины, кассовые аппараты, считыватели штрихкодов, средства голосовой и видеосвязи и любые другие периферийные устройства.

К промежуточным системам относят концентраторы (повторители, мосты, коммутаторы), маршрутизаторы, модемы и прочие телекоммуникационные устройства, а также соединяющая их кабельная или беспроводная инфраструктура.

Действием, «полезным» для пользователя, является обмен информацией между конечными устройствами.

Для активного коммуникационного оборудования применимо понятие производительность, причем в двух различных аспектах. Кроме «валового» количества неструктурированной информации, пропускаемого оборудованием за единицу времени (бит/с), интересуются и скоростью обработки пакетов, кадров или ячеек. Естественно, при этом оговаривается и размер структур (пакетов, кадров, ячеек), для которого измеряется скорость обработки. В идеале производительность коммуникационного оборудования должна быть столь высокой, чтобы обеспечивать обработку информации, приходящейся на все интерфейсы (порты) на их полной скорости (wire speed)

Для организации обмена информацией должен быть разработан комплекс программных и аппаратных средств, распределенных по разным устройствам сети. Поначалу разработчики и поставщики сетевых средств пытались идти каждый по своему пути, решая весь комплекс задач с помощью собственного набора протоколов, программ и аппаратуры. Однако решения различных поставщиков оказывались несовместимыми друг с другом, что оказывало массу неудобств для пользователей, которых по разным причинам не удовлетворял набор возможностей, предоставляемых только одним из поставщиков. По мере развития техники и расширения ассортимента предоставляемых сервисов назрела необходимость декомпозиции сетевых задач – разбивки их на несколько взаимосвязанных подзадач с определением правил взаимодействия между ними. Разбивка задачи и стандартизация протоколов позволяет принимать участие в ее решении большому количеству сторонразработчиков программных и аппаратных средств, изготовителей вспомогательного и коммуникационного оборудования, доносящих все эти плоды прогресса до конечного потребителя.

Применение открытых технологий и следование общепринятым стандартам позволяет избегать эффекта вавилонского столпотворения. Конечно, в камент стандарт становиться тормозом развития, но ктото делает прорыв, и его новая фирменная технология со временем выливается в новый стандарт.

1.2 Классификация компьютерных сетей

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по различным признакам:

1) способ организации сети;

2) территориальная распространенность;

3) ведомственная принадлежность;

4) скорость передачи информации;

5) тип среды передачи;

6) топология;

7) организация взаимодействия компьютеров.

По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные.

  1. Искусственные компьютерные сети (псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах. Иногда связь в такой сети называют связью по нульмодему (не используется модем). Само соединение называют нульмодемным. Искусственные сети используются когда необходимо перекачать информацию с одного компьютера на другой. MSDOS и Windows снабжены специальными программами для реализации нульмодемного соединения. Основным недостатком этих компьютерных сетей является низкая скорость передачи данных и возможность соединения только двух компьютеров.
  2. Реальные компьютерные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных. Основным недостаток реальных сетей является необходимость в дополнительных устройствах.

По территориальной распространенности компьютерные сети подразделяются на локальные, глобальные, и региональные.

  1. Локальные компьютерные сети – это сети, перекрывающие территорию не более 10 кв.м. Они являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.
  2. Региональные компьютерные сети – это сети, расположенные на территории города или области
  3. Глобальные компьютерные сети – это сети, расположенные на территории государства или группы государств. Например, всемирная сеть Internet. Они являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.

Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

По ведомственной принадлежности различают ведомственные и государственные сети.

  1. Ведомственные компьютерные сети принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.
  2. Государственные компьютерные сети – сети, используемые в государственных структурах.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко, средне и высокоскоростные.

  1. Низкоскоростные компьютерные сети – это сети, имеющие скорость передачи информации до 10 Мбит/с.
  2. Среднескоростные компьютерные сети – это сети, имеющие скорость передачи информации до 100 Мбит/с.
  3. Высокоскоростные компьютерные сети – это сети, имеющие скорость передачи информации свыше 100 Мбит/с.

По типу среды передачи компьютерные сети подразделяются на проводныекоаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, беспроводные (с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне).

По топологии компьютерных сетей они подразделяются на компьютерные сети с оконечным узлом, компьютерные сети с промежуточным узлом и компьютерные сети со смежным узлом.

  1. Компьютерные сети с оконечным узлом – это сети, у которых узел расположен в конце только одной ветви.
  2. Компьютерные сети с промежуточным узлом – это сети, у которых узел расположен на концах более чем одной ветви.
  3. Компьютерные сети со смежным узлом – это сети, у которых узлы соединены, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети. Ветвь сети – это путь, соединяющий два смежных узла.

С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые и иерархические.

Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.

1. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как Windows’3.11, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с Windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32разрядных операционных систем и некоторых других.

Достоинства одноранговых сетей:

1. наиболее просты в установке и эксплуатации.

2. операционные системы DOS и Windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть.

Недостаток: в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров.

2. В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называют сервером. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

Сервер в иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более).

Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных.

К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

1. необходимость дополнительной ОС для сервера.

2. более высокая сложность установки и модернизации сети.

3. необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера

Различают две технологии использования сервера: технологию файлсервера и архитектуру клиентсервер.

  1. В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.
  2. В системах с архитектурой клиентсервер обмен данными осуществляется между приложениемклиентом и приложениемсервером. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль над доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса. Разработчики приложений по обработке информации обычно используют эту технологию.

2. Локальные компьютерные сети

2.1 Понятие локальной компьютерной сети

Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т. П.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. Локальные сети делятся на учрежденческие (офисные сети фирм, сети организационного управления и другие сети, отличающиеся по терминологии, но практически одинаковые по своей идеологической сути) и сети управления технологическими процессами на предприятиях.

Локальные сети характерны тем, что расстояния между компонентами сети сравнительно невелики, как правило, не превышают нескольких километров. Локальные сети различаются по роли и значению ПЭВМ в сети, структуре, методам доступа пользователей к сети, способам передачи данных между компонентами сети и др. Каждой из предлагаемых на рынке сетей присуши свои достоинства и недостатки. Выбор сети определяется числом подключаемых пользователей, их приоритетом, необходимой скоростью и дальностью передачи данных, требуемой пропускной способностью, надежностью и стоимостью сети.

2.2 Классификация локальных компьютерных сетей

Локальные компьютерные сети можно классифицировать по следующим признакам:

1. по роли персонального компьютера в сети:

сети с сервером;

одноранговые (равноправные) сети.

2. по структуре (топологии) сети:

одноузловые («звезда»);

кольцевые («кольцо»);

магистральные («шина»);

комбинированные.

3. по способу доступа пользователей к ресурсам и абонентам сети:

сети с подключением пользователя по указанным адресам абонентов по принципу коммутации каналов («звезда»);

сети с централизованным (программным) управлением подключения пользователей к сети («кольцо» и «шина»);

сети со случайной дисциплиной обслуживания пользователей («шина»).

4. по виду коммуникационной среды передачи информации:

сети с использованием существующих учрежденческих телефонных сетей;

сети на специально проложенных кабельных линиях связи;

комбинированные сети, совмещающие кабельные линии и радиоканалы.

5. по дисциплине обслуживания пользователей (способу доступа пользователей к сети):

приоритетные, задающиеся ЦУС, когда пользователи получают доступ к сети в соответствии с присвоенными им приоритетами (постоянными или изменяющимися);

неприоритетные, когда все пользователи сети имеют равные права доступа к сети.

6. по размещению данных в компонентах сети:

с центральным банком данных;

с распределенным банком данных;

с комбинированной системой размещения данных.

2.3 Роль персонального компьютера в сети

По роли персонального компьютера сети делятся на сети с сервером и одноранговые сети.

Компонентами локальных сетей с сервером являются рабочие ПК (рабочие станции) и серверы.

Сервер – это специально выделенный в сети компьютер, в задачу которой входит управление всей сетью или частью сети (например, в комбинированных сетях), прием, хранение, обновление и выдача пользователям общей информации, управление высококачественными принтерами и графопостроителями. Поэтому к серверу предъявляются более высокие требования по производительности, объему памяти и надежности.

Рабочие станции (клиенты, абоненты) – это менее мощные компьютеры, которые могут использовать ресурсы (например, дисковое пространство) сервера.

Достоинствами этой сети являются:

более эффективное централизованное управление сетью;

рабочие станции могут быть достаточно простыми и дешевыми;

операционная система, поддерживающая работу сети, может устанавливаться только на сервере.

Недостатками этой сети являются:

более высокая стоимость установки;

сложная настройка системы;

В локальных одноранговых сетях все компьютеры равноправны. Каждый пользователь предоставляет в сеть какиелибо ресурсы: жесткий диск, высококачественный принтер, графопостроитель и другие.

Достоинствами этого вида локальных сетей являются:

• меньшие затраты на установку сети;

• возможность использования каждым пользователем ресурсов других компьютеров;

• удобство и простота работы пользователей в сети;

Также они имеют и свои недостатки:

• число компьютеров в сети не превышает 2530;

• операционная система, поддерживающая работу сети, устанавливается на каждом компьютере;

2.4 Структура локальных компьютерных сетей

1. Одноузловые сети

В локальных сетях применяются в основном одноузловые (звездообразные) сети. В качестве средств коммуникаций могут использоваться телефонные линии связи и АТС организаций, предприятий, фирм и др., специально проложенные кабельные линии и каналы передачи сигналов по радио.

Достоинствами этого вида сети являются:

• простота и низкая стоимость подключения пользователей сети;

• простота управления сетью;

• возможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети;

Также она имеет и свои недостатки:

• скорость передачи сообщений зависит от количества абонентов, интенсивности приема и передачи сообщений и технических возможностей УК;

• надежность сети определяется надежностью УК;

• большая суммарная длина и низкая эффективность использования физической среды передачи сигналов;

2. Радиоканальные сети

Структура сети похожа на одноузловую сеть, только сообщения в сети передаются не по проводным линиям связи, а по радиолиниям. Для этого каждый компьютер снабжена абонентской радиостанцией (АРС).

Достоинства сети:

• возможность связи с движущимися абонентами;

• возможность подключения и отключения абонентов без остановки сети.

Недостатки:

• возможность прослушивания всех абонентов;

• воздействие промышленных и атмосферных помех;

• наличие «мертвых зон», обусловленных конструкциями зданий и помещений.

Радиоканальные сети сейчас начинают все шире использоваться там, где необходимы связи с действующими абонентами.

3. Кольцевые сети

Средства коммуникаций сети включают физическую среду передачи сигналов в форме кольца, соединяющего компьютеры, блоки доступа и накопители.

Достоинства сети:

• простота реализации двухточечной линии связи (в каждый момент соединены только две точки – два абонента), что снижает требования к физи¬ческой среде;

• простота организации подтверждения о приеме сообщения;

• небольшая общая длина физической среды;

Недостатки:

• низкая надежность, т.к. выход из строя участка физической силы или повторителя приводит к обстановке работы всей сети;

• невозможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети;

• максимальная задержка передачи сообщения зависит от количества абонентов;

4. Магистральные сети

Все абоненты подключены к одной физической среде, представляющей собой магистраль (шину). Сообщение, переданное пользователем, поступает через блок данных ко всем абонентам сети.

Достоинства сети:

• более высокая надежность, чем у кольцевых сетей, так как отказ абонента не влияет на работу сети;

• возможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети в случае неразрушающего физическую среду подключения абонентов;

• наименьшая длина физической среды.

5. Комбинированные сети

Каждая из приведенных структур сетей обладает определенными достоинствами и недостатками. Преодолеть некоторые недостатки и повысить эффективность сетей можно путем комбинирования (структурирования) различных топологий.

Достоинства сетей:

• возможность легкого наращивания абонентов и ресурсов сети;

• изменение конфигурации сетевой структуры;

• повышение надежности сети;

• продление жизненного цикла.

Недостатком таких систем является более высокая их стоимость за счет дополнительного технического и программного сетевого оборудования.

3. Глобальные компьютерные сети

3.1 Классификация глобальных компьютерных сетей

Глобальные компьютерные сети можно классифицировать по следующим признакам:

1. по типу средств коммуникаций:

• наземные многоузловые сети

• спутниковые радиосети

• комбинированные сети

2. по способу коммутации сообщений

• коммутация каналов

• коммутация сообщений

• коммутация пакетов

• адаптивная коммутация

3. по выбору маршрута передачи сообщения:

• фиксированные пути

• направленный выбор пути

• случайные пути

• лавинный способ

3.2 Примеры глобальных сетей

В СНГ в последние годы интенсивно внедряется сетевая компьютерная инфраструктура. Независимые государства развивают свои компьютерные сети и активно включаются в мировое информационное сообщество на базе глобальных международных сетей.

В сетях СНГ основными каналами связи являются; коммутируемая телефонная сеть общего пользования, выделенные телефонные линии связи, специальные сети передачи данных (ПД200, «Искра») и сеть абонентского телеграфа. В последнее время используются также линии связи на оптоволоконных кабелях, сотовая связь и радиосвязь. Основные национальные сети, а также международные сети, услугами которых могут пользоваться граждане СНГ:

БЕЛИКОС белорусский узел коммерческой сети СИТЕК, работающей на территории СНГ, Балтии и Болгарии.

ИКСМИР (информационнокоммерческая сеть «Мировой информационный рынок») сеть функционирует в 12 регионах СНГ. Обеспечивает электронную почту, коммерческие предложения, рекламу, курсы валют, биржевые новости, цены на рынках, законодательства стран и расписания движения железнодорожного и авиационного транспорта.

СИТЕК объединение национальных и региональных сетей коммерческого направления: биржевой и валютный рынки, товары и услуги, законодательство.

ЭСТ электронная система торгов Белорусской фондовой биржи дает возможность удаленным клиентам участвовать в торгах биржи.

BASNET сеть Академий наук РБ. Объединяет научноисследовательские, проектные и информационные центры Республики Беларусь и предоставляет пользователям услуги международных сетей.

BELPAK сеть, имеющая статус государственной сети. Ориентирована на государственные административные структуры, крупные промышленные предприятия и коммерческие организации. Для развития сети получен кредит Европейского сообщества. Передача сообщений ведется посредством коммутации пакетов. Управляет сетью специальное подразделение Правительства РБ.

EUNET / RELCOM международная коммерческая сеть, ориентированная в основном на предприятия и организации среднего класса. Популярность сети обусловлена приемлемым уровнем сервиса и относительно низкими ценами.

FIDONET международная некоммерческая сеть, обеспечивающая свободный обмен информацией через BBS электронные доски объявлений. Абоненты сети пользуются информацией BBS бесплатно.

PAY система электронных платежей, объединяет многие банки Беларуси, России, Украины, Казахстана и Кыргызстана, а также позволяет производить платежи в Азербайджане, Узбекистане и государствах Балтии.

SPRINTNET крупнейшая в мире сеть электронной почты. Основной физической средой передачи данных является оптоволоконный кабель, включая трансатлантический канал. Сеть осуществляет передачу сообщений на факсимильные аппараты, средства телексной и телетексной связи, обеспечивает электронные платежи и международные расчеты. Дает возможность пользователям доступа к большинству мировых сетей,

SWIFT общество международных межбанковских финансовых телекоммуникации. Сеть гарантирует оперативную пересылку и безопасное хранение финансовых документов абонентов в 130 странах мира и бесперебойное обслуживание клиентов в течение 24 часов.

UMBEL сеть образования и науки РБ. Сеть объединяет соответствующие министерства и ведомства, ведущие вузы, научноисследовательские и проектные организации, библиотеки и др. Основная задача сети: обеспечение доступа белорусских пользователей к информационным ресурсам РБ и в мировое сообщество научных, образовательных и общественных кругов. Управляет сетью Министерство образования и науки РБ.

Особая роль среди глобальных сетей принадлежит мировому сообществу сетей Internet.

Заключение

Делая вывод после всего выше сказанного, мы понимаем, что компьютерные сети занимают особое место в нашей повседневной жизни, в нашей производственной деятельности и в других областях. Соединение компьютеров в сети позволяют людям находить необходимую им информацию, используя ресурсы других компьютеров, общаться друг с другом, не выходя за пределы своей комнаты, общаться с людьми, которые находятся на огромных расстояниях. Также компьютерные сети обеспечивают быструю передачу информации на миллионы километров, что позволяет ускорить работу какихлибо предприятий.

В данном реферате были рассмотрены такие важные вопросы, как понятие компьютерных сетей, их классификация, а также понятие локальных и глобальных сетей. Также были показаны сравнительные характеристики, достоинства и недостатки наиболее популярных сейчас информационных технологий: локальной компьютерной сети и глобальной компьютерной сети. Они являются в данный момент основой нашей жизни. Ни одно предприятие такое, как фабрика, завод либо какаято частная фирма, не смогли бы выполнять свою работу без подключенных к сети компьютеров, так как объединение компьютеров в сети позволило значительно повысить производительность труда.

Существует множество других эффективных и полезных технологий, число их увеличивается с каждым днем. Поэтому, чтобы не отстать от ритма современной жизни, нужно постоянно быть в курсе новинок технических средств персонального компьютера, системного программного обеспечения и прикладных компьютерных технологий.

Список использованных источников

1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г. Оливер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001. – 672 с.

2. Информатика: Учебник/ Под ред. Н.В. Макаровой. – М: Финансы и статистика, 2000. – 768 с.

3. Могилев А.В. Информатика/ Под ред. Е.К. Хеннера. – М.1999. – 816 с.

4. Макарова Н.В. Информатика /под ред. Проф. Н.В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 1997. 768 с.: ил.

5. Малышев Р.А. Локальные вычислительные сети: Учебное пособие/ РГАТА. Рыбинск, 2005. 83 с.

 

Детали:

Тип работы: Реферат

Предмет: Компьютерные науки

Год написания: 2010

Добавить комментарий

Ваш email не будет показан.

Получать новые комментарии по электронной почте. Вы можете подписаться без комментирования.