МОУСОШ № 7Реферат”Локальные компьютерные сети”Выполнил: Алтухов Е В Проверил: Стариков В АНовочеркасск 2005г «Локальные компьютерные сети» СОДЕРЖАНИЕ «Локальные компьютерные сети» 2СОДЕРЖАНИЕ 2ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ 3Рисунок 1 - Способы коммутации компьютеров и виды сетей. 62 ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ (ЛКС) 72.1 Классификация ЛКС 72.2 Структура ЛКС 10Рисунок 2 – структура построения (а) шина, (б) кольцо, (в) звезда 132.3 Физическая среда передачи в локальных сетях 142.4 Типы ЛКС 16Учебно-методический комплекс 22Web страница 23Пояснительная записка 24Презентация 26Исследования 27Тест 28 32Литература: 32 ^ ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации. Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков: 1)Территориальная распространенность; 2)Ведомственная принадлежность; 3)Скорость передачи информации; 4)Тип среды передачи; По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными. Локальные – это сети, перекрывающие территорию не более 10 м2, региональные – расположенные на территории города или области, глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet. По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Государственные сети – сети, используемые в государственных структурах. По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные. По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне. Компьютеры могут соединяться кабелями, образуя различную топологию сети (звездная, шинная, кольцевая и др.). Следует различать компьютерные сети и сети терминалов (терминальные сети). Компьютерные сети связывают компьютеры, каждый из которых может работать и автономно. Терминальные сети обычно связывают мощные компьютеры (майнфреймы), а в отдельных случаях и ПК с устройствами (терминалами), которые могут быть достаточно сложны, но вне сети их работа или невозможна, или вообще теряет смысл. Например, сеть банкоматов или касс по продажи авиабилетов. Строятся они на совершенно иных, чем компьютерные сети, принципах и даже на другой вычислительной технике. В классификации сетей существует два основных термина: LAN и WAN. LAN (Local Area Network) – локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку – около шести миль (10 км) в радиусе; использование высокоскоростных каналов. На рисунке 1, рассмотрим способы коммутации компьютеров и виды сетей.^ Рисунок 1 - Способы коммутации компьютеров и виды сетей. 2 ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ (ЛКС) 2.1 Классификация ЛКС Локальные вычислительные сети подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые (одноуровневые или Peer to Peer) сети и иерархические (многоуровневые).Одноранговые сети. Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС. Имя и пароль входа назначаются владельцем ПК средствами ОС. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, 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 32-разрядных операционных систем – Windows’95 OSR2, Windows NT Workstation версии, OS/2) и некоторых других.Иерархические сети. В иерархических локальных сетях имеется один или несколько специальных компьютеров – серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями. 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). Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются станциями или клиентами. ЛКС классифицируются по назначению: Сети терминального обслуживания. В них включается ЭВМ и периферийное оборудование, используемое в монопольном режиме компьютером, к которому оно подключается, или быть общесетевым ресурсом. Сети, на базе которых построены системы управления производством и учрежденческой деятельности. Они объединяются группой стандартов МАР/ТОР. В МАР описываются стандарты, используемые в промышленности. ТОР описывают стандарты для сетей, применяемых в офисных сетях. Сети, которые объединяют системы автоматизации, проектирования. Рабочие станции таких сетей обычно базируются на достаточно мощных персональных ЭВМ, например фирмы Sun Microsystems. Сети, на базе которых построены распределенные вычислительные системы. По классификационному признаку локальные компьютерные сети делятся на кольцевые, шинные, звездообразные, древовидные; по признаку скорости – на низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с); по типу метода доступа – на случайные, пропорциональные, гибридные; по типу физической среды передачи – на витую пару, коаксиальный или оптоволоконный кабель, инфракрасный канал, радиоканал.^ 2.2 Структура ЛКС В этом смысле «звезда», рисунок 2(б), более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности. Способ соединения компьютеров называется структурой или топологией сети. Сети Ethernet 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. Структура типа «шина», рисунок 2(а), 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 сети, имеющей структуру типа «кольцо», рисунок 2(в), 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. Все рассмотренные структуры – иерархические. Однако, благодаря использованию мостов, из вышеперечисленных типов структур могут быть построены сети со сложной иерархической структурой. а)б)в) Рисунок 2 – структура построения (а) шина, (б) кольцо, (в) звезда ^ 2.3 Физическая среда передачи в локальных сетях Весьма важный момент – учет факторов, влияющих на выбор физической среды передачи (кабельной системы). Среди них можно перечислить следующие: Требуемая пропускная способность, скорость передачи в сети; Размер сети; Требуемый набор служб (передача данных, речи, мультимедиа и т.д.), который необходимо организовать. Требования к уровню шумов и помехозащищенности; Общая стоимость проекта, включающая покупку оборудования, монтаж и последующую эксплуатацию. Основная среда передачи данных ЛКС – неэкранированная витая пара коаксиальный кабель многомодовое оптоволокно. При примерно одинаковой стоимости одномодового и многомодового оптоволокна, оконечное оборудование для одномодового значительно дороже, хотя и обеспечивает большие расстояния. Поэтому в ЛКС используют, в основном, многомодовую оптику. Основные технологии ЛКС: Ethernet, ATM. Технологии FDDI (2 кольца), применявшаяся ранее для опорных сетей и имеющая хорошие характеристики по расстоянию, скорости и отказоустойчивости, сейчас мало используется, в основном, из-за высокой стоимости, как, впрочем, и кольцевая технология Token Ring, хотя обе они до сих пор поддерживаются на высоком уровне всеми ведущими вендорами, а в отдельных случаях (например, применение FDDI для опорной сети масштаба города, где необходима высокая отказоустойчивость и гарантированная доставка пакетов) использование этих технологий все еще может быть оправданным.^ 2.4 Типы ЛКС Ethernet – изначально коллизионная технология, основанная на общей шине, к которой компьютеры подключаются и «борются» между собой за право передачи пакета. Основной протокол – CSMA/CD (множественный доступ с чувствительностью несущей и обнаружению коллизий). Дело в том, что если две станции одновременно начнут передачу, то возникает ситуация коллизии, и сеть некоторое время «ждет», пока «улягутся» переходные процессы и опять наступит «тишина». Существует еще один метод доступа – CSMA/CA (Collision Avoidance) – то же, но с исключением коллизий. Этот метод применяется в беспроводной технологии Radio Ethernet или Apple Local Talk – перед отправкой любого пакета в сети пробегает анонс о том, что сейчас будет происходить передача, и станции уже не пытаются ее инициировать. Ethernet бывает полудуплексный (Half Duplex), по всем средам передачи: источник и приемник «говорит по очереди» (классическая коллизионная технология) и полнодуплексный (Full Duplex), когда две пары приемника и передатчика на устройствах говорят одновременно. Этот механизм работает только на витой паре (одна пара на передачу, одна пара на прием) и на оптоволокне (одна пара на передачу, одна пара на прием). Ethernet различается по скоростям и методам кодирования для различной физической среды, а также по типу пакетов (Ethernet II, 802.3, RAW, 802.2 (LLC), SNAP). Ethernet различается по скоростям: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1000 Мбит/с (Гигабит). Поскольку недавно ратифицирован стандарт Gigabit Ethernet для витой пары категории 5, можно сказать, что для любой сети Ethernet могут быть использованы витая пара, одномодовое (SMF) или многомодовое (MMF) оптоволокно. В зависимости от этого существуют различные спецификации: 10 Мбит/с Ethernet: 10BaseT, 10BaseFL, (10Base2 и 10Base5 существуют для коаксиального кабеля и уже не применяются); 100 Мбит/с Ethernet: 100BaseTX, 100BaseFX, 100BaseT4, 100BaseT2; Gigabit Ethernet: 1000BaseLX, 1000BaseSX (по оптике) и 1000BaseTX (для витой пары) Существуют два варианта реализации Ethernet на коаксиальном кабеле, называемые «тонкий» и «толстый» Ethernet (Ethernet на тонком кабеле 0,2 дюйма и Ethernet на толстом кабеле 0,4 дюйма). В сети Fast Ethernet организуются несколько доменов конфликтов, но с обязательным учетом класса повторителя, используемого в доменах. Репитеры Fast Ethernet (IEEE 802.3U) бывают двух классов и различаются по задержке в мкс. Соответственно в сегменте (логическом) может быть до двух репитеров класса 2 и один репитер класса 1. Для Ethernet (IEEE 802.3) сеть подчиняется правилу 5-4-3-2-1. Правило 5-4-3-2-1 гласит: между любыми двумя рабочими станциями не должно быть более 5 физических сегментов, 4 репитеров (концентраторов), 3 «населенных» физических сегментов, 2 «населенных» межрепитерных связей (IRL), и все это должно представлять собой один коллизионный домен (25,6 мкс). Физически из концентратора «растет» много проводов, но логически это все один сегмент Ethernet и один коллизионный домен, в связи с ним любой сбой одной станции отражается на работе других. Поскольку все станции вынуждены «слушать» чужие пакеты, коллизия происходит в пределах всего концентратора (на самом деле на другие порты посылается сигнал Jam, но это не меняет сути дела). Поэтому, хотя концентратор – это самое дешевое устройство и, кажется, что оно решает все проблемы заказчика, советуем постепенно отказаться от этой методики, особенно в условиях постоянного роста требований к ресурсам сетей, и переходить на коммутируемые сети. Сеть их 20 компьютеров, собранная на репитерах 100 Мбит/с, может работать медленнее, чем сеть из 20 компьютеров, включенных в коммутатор 10 Мбит/с. Если раньше считалось «нормальным» присутствие в сегменте до 30 компьютеров, то в нынешних сетях даже 3 рабочие станции могут загрузить весь сегмент. В Fast Ethernet внутри одного домена конфликтов могут находиться не более двух повторителей класса II (рисунок 3) или не более одного повторителя класса I (рисунок 4) Рисунок 3 - Структура сети на повторителях класса 2 с использованием витой пары.Рисунок 4 - Структура сети на повторителях класса 1 с использованием витой пары.Рисунок 5 - Пример сети Fast Ethernet.В представленном на рисунке 5 примере сети задержка сигнала на пути от ПК А до ПК В равна 373,15 бит-тайм. Разумеется, задержка RTD между любыми двумя узлами не должна превышать 512 бит-тайм. Отсюда вытекают ограничения на число повторителей (не более двух, класса II) и на физические размеры сетей Fast Ethernet. Максимальный размер сети на базе витой пары (спецификация 100Base-TX) с двумя повторителями класса II составляет 205 м, а два компьютера (устройства DTE) могут быть связаны между собой отрезком оптоволоконного кабеля длиной 412 м. ^ Учебно-методический комплекс В состав учебно-методического комплекса входят:1. Web страница, на которой содержатся ссылки на остальные составные части моего проекта. 2. Пояснительная записка (сделанная в программе Microsoft Word), в которой описана история развития локальных сетей. 3. Презентация (сделанная в программе Power Point), в которой кратко представлены основные, важнейшие сведения о локальных сетях 4. Исследования (сделанные в программе Microsoft Excel), в которых представлена зависимость увеличения количества компьюторных сетей в России с течением времени. 5. Тест (сделанный в программе Visual Basic), в котором содержатся наиболее важные вопросы по теме «Компьюторные сети»^ Web страница Разрабатывая главную страницу своего Web сайта, я использовал программу Блокнот из стандартного набора операционной системы Microsoft Windows. На основе HTML кода с помощью этого текстового редактора я сделал домашнюю страницу. Web страница «Школьные новости» была разработана в текстовом редакторе Microsoft Word. Чтобы сделать это надо: в меню Файл выбрать пункт «Сохранить как Web страницу». Далее создать таблицу, состоящую из одной строки и трех столбцов, внешние границы которой должны быть невидимыми. В нее надо вставить два анимационных рисунка и название самой страницы . Потом с помощью панели Web компонентов сделайте бегущую строку «Новости МОУСОШ №7 г. Новочеркасска», задав движение «Между краями».Проделав всё это надо добавить таблицу , как и в первом случае , вставив в нее три ссылки : « Главная страница », « Школьные новости » , « Моя работа » . В этом Вам помо- жет меню Вставка – Гиперссылка^ Пояснительная записка Пояснительную записку, конечно же, я выполнил в программе Microsoft Word. Написанный мной текст реферата я вводил с помощью клавиатуры.Пояснительная записка содержит текст по теме «Локальные сети» и несколько рисунков, которые дополняют рассказ своим присутствием. Пояснительная записка состоит из почти двух десятков страниц текста по теме «Локальные сети» и из шести страниц практической работы.Текст в программе Microsoft Word набран шрифтом «Arial», размером 16. Выравнивание текста выбрано «По ширине». В основе текста лежат знания о необходимости сетей . Так же в данном тексте ведется рассказ о преимуществах и недостатках различных видов локальных сетей В конце реферата я сделал вывод,который был основыван на тексте реферата. Презентация Презентация на тему «Локальные сети» была сделана в программе Microsoft Power Point. Презентация включает в себя 11 слайдов (слайды я создавал в этой же программе Microsoft Power Point командой: Вставка – Новый слайд ). При создании слайда я выбирал автомакет слайда, и затем в полях для размещения текста я вводил текст с клавиатуры. С помощью команд: Формат – Шрифт я выбирал цвет, шрифт и размер текста. Настройка анимации (порядок, время появления текста, видео и звуковых эффектов) делается следующимобразом: выделив нужный слайд, задаются команды: Показ слайдов – Смена слайдов. В открывшемся окне нужно указать продвижение слайдов (по щелчку или автоматически через какое-либо время). Исследования Исследования по теме «Локальные сети» я выполнил в программе Microsoft Excel. Для этого, в таблице Excel я отобразил (введя с клавиатуры) табличку: Год Скорость (Мбит/с) 1988 8 1992 100 1996 112 Затем, выделив столбцы я вызвал с панели инструментов «Мастер диаграмм», затем выбрал тип диаграммы .Далее указал значения по оси ОX и оси ОY. После выведения диаграммы на лист, нажимая правую клавишу мыши по области диаграммы и выбирая команду «Формат области построения», можно задать тип, цвет линий и т.д. Тест Программу – тест я выполнил в приложении программы Visual Basic. В нее входит четыре формы, три вопроса, в каждом из которых три ответа.Только один ответ верный. После окончания теста выводится статистика.На основной форме я сделал две кнопки: «Начать тестирование» и «Выход», несколько меток и используя графические возможности Visual Basic сделал таблицу результатов тестирования.При нажатии кнопки «Начать тест» открывается другая форма, содержащая первый вопрос. На ней имеется одна метка, показывающая вопрос, три зависимых переключателя (варианты ответа) и одна кнопка «Далее». Ответив на вопрос, можно последовательно перейти к следующим вопросам, содержащимся на отдельных формах, на каждой из которых также имеются метка, три зависимых переключателя и две кнопки («Назад» и «Далее»).На последней форме находится кнопка «Результат». По нажатии ее появляется статистика, включающая в себя номера вопросов, правильные и выбранные ответы, количество правильных ответов.Итак, продемонстрировав свою работу , я сумел познакомить Вас с основными частями курсовой работы по теме «WEB страница» за курс материала, пройденного за 10-11 классы. Данный учебно-методический комплекс можно использовать для изучения темы «Компьютерные сети» на уроках информатики или при самостоятельном изучении в домашних условиях. Для просмотра запускается файл с именем Index. На экране появляется Web-страница, приведённая на рис. 1Для просмотра теоретической части нужно подвести курсор мышки на ссылку «Моя работа», открыть её левым щелчком мыши, а потом открыть ссылку «Пояснительная записка». Далее для вызова презентации нужен левый щелчок мыши по гиперссылке «Презентация», вызывается файл «Локальные сети.ppt». А для вызова исследований нужно левым щелчком мыши открыть гиперссылку «Исследования», вызовется файл «Исследования.xls». Аналогично вызываем «Тест.exe» для проверки своих знаний по теме «Локальные сети». Внешний вид теста приведён на рис. 2 Литература: 1) Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети. Т1:учеб.пособие/изд.2-е, испр. и доп. -Новосибирск: Сиб.предприятие «Наука» РАН, 1998. 2) Мизин И.А., Богатырев В.А.,Кулешов А.П. Сети, коммуникации пакетов/Под ред.В.С.Семенихина-М.:Радиосвязь,1986. 3) Компьютерные системы и сети: Учеб.пособие/ В.П.Косарев и др./Под ред. В.П.Косарева и Л.В.Еремина-М.:Финансы и статистика,1999. 4) М.Пайк.Internet в подлиннике :Пер.с англ.-СПб.:BHV-Санкт-Петербург,1996. 5) Шварц М.Сети связи:протоколы, моделирование и анализ:в 2-х ч., ч.II: Пер.с англ.-М.:Наука-Гл.ред.физ.-мат.лит.,1992.