Компьютерные сети

Министерство образования  и науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования  «Новосибирский государственный технический  университет»

 

Факультет энергетики.

 

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Информатика»

На тему: «Компьютерные  сети»

 

 

 

 

 

 

Студентка Кисилёва Д.В.

Гр.ЭнБ-21, ФЭН

Преподаватель Шальнев  В.Г      

«__»_________. 2012 г.                     

Новосибирск

2012

 

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение                                                                                                                           3

1 Причины использования  компьютерных сетей                                                   5

2 Виды компьютерных  сетей                                                                                        6

3 Управление и организация  доступа к КС. Схемы построения, иерархия      9

Заключение                                                                                                                        17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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. Причины использования компьютерных сетей

В настоящее время  локальные вычислительные (ЛВС) получили  очень  широкое распространение. Это вызвано несколькими причинами:

      - объединение компьютеров  в  сеть  позволяет  значительно  экономить денежные  средства  за  счет  уменьшения   затрат   на   содержание компьютеров (достаточно иметь определенное дисковое пространство на файл-сервере (главном компьютере  сети)  с  установленными  на  нем программными   продуктами,   используемыми   несколькими   рабочими станциями);

      - локальные  сети позволяют использовать почтовый  ящик  для  передачи сообщений на другие компьютеры, что позволяет в  наиболее  короткий срок передавать документы с одного компьютера на другой;

      - локальные  сети, при наличии специального  программного  обеспечения (ПО), служат для организации совместного  использования  файлов  (к примеру,  бухгалтеры  на  нескольких  машинах могут   обрабатывать проводки одной и той же бухгалтерской книги).

Кроме всего прочего, в некоторых сферах  деятельности  просто  невозможно обойтись без ЛВС. К  таким  сферам  относятся:  банковское  дело,  складские операции крупных компаний, электронные архивы библиотек и др. В этих  сферах каждая отдельно  взятая рабочая станция в принципе  не  может  хранить  всей информации (в  основном,  по  причине  слишком  большого  ее  объема).  Сеть позволяет  ИЗБРАННЫМ  (зарегистрированным  на  файл-сервере)   пользователям получать доступ к той информации, к которой их допускает оператор сети.

 

 

2. Виды компьютерных сетей

 Существует три  основных вида компьютерных сетей:

      - локальная  вычислительная сеть (ЛВС);

      - региональная  вычислительная сеть (РВС);

      - глобальная  вычислительная сеть (Internet).

Кроме того, каждая из перечисленных  сетей может быть:

      - Односерверной  – сеть обслуживается одним  файл-сервером (ФС);

      - Многосерверной  – сеть обслуживается несколькими  ФС;

      -  Распределенной  -  Две  или  более  локальных  сетей,  соединенных внутренним или внешним  мостами  (мост  или  межсетевое  соединение управляет процессом  обмена  пакетами  данных  из  одной  кабельной системы  в  другую).  Пользователи    распределенной   сети   могут использовать резервы  (такие  как:  файлы,  принтеры  или  дисковые драйвы) всех соединенных локальных сетей;

      - Многосерверной  локальной – когда локальная сеть обслуживается более чем одним файл-сервером;

      - Многосерверной распределенной.

Также  ЛВС  могут  быть  одноранговыми   (все   компьютеры   в   сети равноправны, т.е. нет ФС, Любая рабочая  станция  может  получить  доступ  к любой другой рабочей станции) и с централизованным  управлением  (выделенным сервером).

Локальная сеть - это группа  компьютеров,  которые могут связываться друг с другом, совместно использовать периферийное оборудование (например,  жесткие диски, принтеры и т.д.)  и обращаться   к удаленным центральным  ЭВМ  или  другим  локальным  сетям.   Локальная  сеть может состоять  из  одного  или более файл-серверов, рабочих станций и периферийных устройств.  Пользователи  сети могут совместно использовать одни  и  те же файлы (как файлы данных,  так  и файлы  программ),   посылать  сообщения   непосредственно   между   рабочими станциями и  защищать файлы с помощью мощной системы защиты.

Основными видами локальных  вычислительных сетей  являются  Ethernet  и ARCNET. Причем Ethernet может иметь несколько типов кабеля:

      - тонкий  кабель Ethernet –  иначе  называется  “Thinnet”.  Имеет  ряд преимуществ, таких  как  использование  более  дешевого  кабеля  по сравнению с  системой  толстого  кабеля  Ethernet  и  использование аппаратуры, которую проще устанавливать;

      - толстый  кабель Ethernet (также известная как  “Thicknet”)  получила свое название  благодаря  используемому  в  ней  стандартному,  или толстому кабелю  Ethernet.  Толстый кабель  позволяет включать  в систему большее количество  компьютеров  и  увеличивать  расстояние между компьютерами. Однако этот  кабель  дороже,  а  его  установка сложнее по сравнению с тонким кабелем Ethernet;

      - витая  пара Ethernet. Преимущество системы Ethernet на витой паре  в том,  что  кабель  дешевле  по  сравнению  с  перечисленными   выше кабелями, а его установка проще.

Наравне с приведенными выше способами подключения  встречается  способ Token-ring. Одним из преимуществ системы является  прогнозируемость:  одна часть системы может испортиться, но все-таки не остановится. Также,  система поддерживается программным обеспечением  для больших ЭВМ  фирмы  IBM,  что может в некоторых  ситуациях  принести  выгоду.  Слабые  стороны  системы  в сравнении с другими системами  заключаются  в  дороговизне и усложненности кабелей. К тому же, в некоторых случаях трудно вести поиск неисправностей.

Региональная сеть  –  это  города,  объединенные  в  сеть  посредством расположенных в них компьютерах.

      К глобальной  вычислительной сети следует  отнести Internet.  На  данный момент это единственная сеть,  объединяющая  целые  государства.  На  данный момент   американскими   компаниями   ведутся   разработки    по    созданию альтернативной глобальной сети.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Управление и организация доступа к КС. Схемы построения, иерархия.

Управление  компьютерной сетью — выполнение множества функций необходимых для контроля, планирования, выделения, внедрения, координации и мониторинга ресурсов компьютерной сети. Как правило, этот термин применяют к крупномасштабным компьютерным сетям, сетям связи, обозначая сопровождение и администрирование этих сетей на верхнем уровне.

Оно включает в себя выполнение таких функций как начальное  сетевое планирование, распределение  частот, предопределение маршрутов  трафика для поддержки балансировки нагрузки, распределение криптографических  ключей, управление конфигурацией, отказоустойчивостью, безопасностью, производительностью и учётной информацией.

Международная организация  по стандартизации описала FCAPS модель, в которой отражены ключевые функции  администрирования и управления сетями:

(F) Fault Management / Управление отказами

(C) Configuration Management / Управление  конфигурацией

(A) Accounting Management / Учет работы сети

(P) Performance Management / Управление  производительностью

(S) Security Management / Управление безопасностью

Задачи управления отказами — выявление, определение и устранение последствий сбоев и отказов в работе сети.

Управление конфигурацией  состоит в конфигурировании компонентов  сети, включая их местоположение, сетевые  адреса и идентификаторы, управление параметрами сетевых операционных систем, поддержание схемы сети: также эти функции используются для именования объектов.

Учет работы сети включает регистрацию и управление используемыми  ресурсами и устройствами. Эта  функция оперирует такими понятиями  как время использования и  плата за ресурсы.

Управление производительностью  служит для представления статистики работы сети в реальном времени, минимизации  заторов и узких мест, выявления  складывающихся тенденций и планирования ресурсов для будущих нужд.

Управление безопасностью  — включает в себя контроль доступа, сохранение целостности данных и журналирование. В функции входит процедура аутентификации, проверки привилегий, поддержка ключей шифрования, управления полномочиями. К этой же группе можно отнести важные механизмы управления паролями, внешним доступом, соединения с другими сетями.

Определенные наборы этих функций в той или иной степени реализованы в продуктах  разработчиков средств администрирования  и управления.

Существует большое  количество протоколов, обеспечивающих управление сетью и сетевыми устройствами. Наиболее известные среди них: SNMP, WMI, CMIP, WBEM, Common Information Model, Transaction Language 1, NETCONF и Java Management Extensions.

Некоторые системы управления сетью:

HP OpenView Network Node Manager (NNM);

IBM Tivoli Netview;

OpenNMS.

Топология сети – это классификационный признак сети, который определяет принцип соединения компьютеров (рабочих станций, машин) в единую сеть. Существует несколько топологий: линия, каждый с каждым (многосвязная), звезда, шина, кольцо (двойное кольцо), дерево (иерархия). Рассмотрим каждую в частности.

1. Линия

В такой сети все компьютеры находятся на одной линии и  при повреждении линии, вся сеть приходит в непригодность, так же и при отключении одного из компьютеров, т.к. исключается связующее звено. Отправленное с одного компьютера сообщение может пройти через все компьютеры в сети, пока попадет на целевую машину.

Вообще данный тип  построения сети уже, наверное, нигде  и не используется, т.к. данная схема  крайне ненадежна и сложна в настройке.

 

2. Шина

 

Шина представляет собой  единый кабель, который выполняет  роль магистрали, к которой посредством  Т-коннекторов подключены компьютеры. На концах шины расположены терминаторы (согласующий резистор), которые  не позволяют сигналу отражаться, что исключает информационные шумы в сети. При построении больших магистральных сетей необходимо учитывать, что например технология Ethernetпозволяет использовать кабель длинной не более 185 метров, именно поэтому надо ставить либо повторители, либо концентраторы, чтобы увеличить длину.

Отправляемое рабочей  станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет — кому адресовано сообщение  и если ей, то обрабатывает его. Для  того, чтобы исключить одновременную  посылку данных, применяется либо «несущий» сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» остальным машинам.

Достоинствами такой  топологии является то, что ее просто установить и настроить, а количество кабеля затрачивается гораздо меньше, чем в других сетях, а так же при выходе из строя одного из компьютеров сеть продолжает функционировать.