Топология компьютерной сети

Цель урока

• Сформировать навыки организации сетей, узнать принцип работы и виды локальных сетей.

Ключевые слова

Хаб

Коммутатор

Сетевой адаптер

• Попытайтесь представить себе мир примерно тридцать лет назад.
• Это был мир без общедоступных компьютерных сетей.
• Мир, в котором каждый компьютер должен был иметь свой собственный принтер. Мир, в котором не было электронной почты.
• Как ни странно это звучит сейчас, тогда, до того как появились компьютерные сети, это было реальностью.
• Компьютеры – важная часть сегодняшнего мира, а компьютерные сети облегчают нашу жизнь. На этом уроке вы узнаете о компьютерных сетях, как они воздействуют на вашу жизнь и как вы можете заставить их работать на себя.

Задача

• Сетевая топология – способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.
• Одна из топологий подразумевает следующий механизм передачи: данные передаются последовательно от одного компьютера к другому, пока не достигнут компьютера-получателя. Для нее характерно отсутствие конечных точек соединения, сеть замкнута.

• О какой топологии идет речь?

Введение в Интернет

• Компьютерная сеть – это система компьютеров, связанных каналами передачи информации. В качестве каналов связи могут использоваться, например:

• телефонная линия
• оптоволоконный кабель
• спутниковая связь
• радиосвязь
• GPRS

Локальная сеть

• Объединение нескольких компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

Региональные компьютерные сети.

• Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети .

• Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети.
• Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Назначение локальных сетей

• совместное использование общих аппаратных средств -накопителей принтеров, модемов, и т.д
• оперативный обмен данными
• информационная система предприятия

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

• 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.

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 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.

Аппаратура локальной сети

• 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.

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 .
• 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, безопасность передачи данных.

• Витая пара 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, 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. 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.

• 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.

• 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.

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

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 .

• 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.

Корпоративные компьютерные сети.

• Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

• Топологии компьютерных сетей

Звезда

Шина

Кольцо

Древа

• http://ru.wikibooks.org/
• http :// ppt 4 web . ru / search . html ? tex