Локальные сети

Однако сети имеют и довольно существенные недостатки, о которых всегда следует помнить:

Сеть требует дополнительных, иногда значительных материальных затрат на покупку сетевого оборудования, программного обеспечения, на прокладку соединительных кабелей и обучение персонала.

Сеть требует приема на работу специалиста (администратора сети), который будет заниматься контролем работы сети, ее модернизацией, управление доступом к ресурсам, устранением возможных неисправностей, защитой информации и резервным копированием. Для больших сетей может понадобиться целая бригада администраторов.

Сеть ограничивает возможности перемещения компьютеров, подключенных к ней, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей.

Сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты от них придется уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров. Ведь достаточно инфицировать один, и все компьютеры сети будут поражены.

Сеть резко повышает опасность несанкционированного доступа к информации с целью ее кражи или уничтожения. Информационная защита требует проведения целого комплекса технических и организационных мероприятий.

Здесь же следует упомянуть о таких важнейших понятиях теории сетей, как абонент, сервер, клиент.

Абонент (узел, хост, станция) — это устройство, подключенное к сети и активно участвующее в информационном обмене. Чаще всего абонентом (узлом) сети является компьютер, но абонентом также может быть, например, сетевой принтер или другое периферийное устройство, имеющее возможность напрямую подключаться к сети. Далее в курсе вместо термина " абонент " для простоты будет использоваться термин "компьютер".

Сервером  называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует их ресурсы. Таким образом, он обслуживает сеть. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно, что сервер — самый мощный компьютер. Выделенный (dedicated) сервер — это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может помимо обслуживания сети выполнять и другие задачи. Специфический тип сервера — это сетевой принтер.

Клиентом  называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает, а он ей только пользуется. Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией . В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером.

Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами — клиентом.

 

Топология локальных сетей

 

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи . Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей и не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по собственному пути.

Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. И хотя выбирать топологию пользователю сети приходится нечасто, знать об особенностях основных топологий, их достоинствах и недостатках надо.

Существует три базовые топологии сети:

Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам (рис. 1.5).

Рис. 1.5.  Сетевая топология шина

 

Звезда (star) — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи (рис. 1.6). Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального — одному или нескольким периферийным.

Рис. 1.6.  Сетевая топология звезда

 

Кольцо (ring) — компьютеры последовательно объединены в кольцо. Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера (рис. 1.7).

Рис. 1.7.  Сетевая топология кольцо

 

На практике нередко используют и другие топологии локальных сетей, однако большинство сетей ориентировано именно на три базовые топологии.

Прежде чем перейти к анализу особенностей базовых сетевых топологий, необходимо выделить некоторые важнейшие факторы, влияющие на физическую работоспособность сети и непосредственно связанные с понятием топология.

Исправность компьютеров ( абонентов ), подключенных к сети. В некоторых случаях поломка абонента может заблокировать работу всей сети. Иногда неисправность абонента не влияет на работу сети в целом, не мешает остальным абонентам обмениваться информацией.

Исправность сетевого оборудования, то есть технических средств, непосредственно подключенных к сети (адаптеры, трансиверы, разъемы и т.д.). Выход из строя сетевого оборудования одного из абонентов может сказаться на всей сети, но может нарушить обмен только с одним абонентом.

Целостность кабеля сети. При обрыве кабеля сети (например, из-за механических воздействий) может нарушиться обмен информацией во всей сети или в одной из ее частей. Для электрических кабелей столь же критично короткое замыкание в кабеле.

Ограничение длины кабеля, связанное с затуханием распространяющегося по нему сигнала. Как известно, в любой среде при распространении сигнал ослабляется (затухает). И чем большее расстояние проходит сигнал, тем больше он затухает (рис. 1.8). Необходимо следить, чтобы длина кабеля сети не была больше предельной длины Lпр, при превышении которой затухание становится уже неприемлемым (принимающий абонент не распознает ослабевший сигнал).

Рис. 1.8.  Затухание сигнала при распространении по сети

 

Кроме трех рассмотренных базовых топологий нередко применяется также сетевая топология дерево (tree), которую можно рассматривать как комбинацию нескольких звезд. Причем, как и в случае звезды, дерево может быть активным или истинным (рис. 1.9) и пассивным (рис. 1.10). При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном — концентраторы (хабы).

 

Рис. 1.9.  Топология активное дерево

Рис. 1.10.  Топология пассивное дерево. К — концентраторы

 

Довольно часто применяются комбинированные топологии, среди которых наиболее распространены звездно-шинная (рис. 1.11) и звездно-кольцевая (рис. 1.12).

Рис. 1.11.  Пример звездно-шинной топологии

Рис. 1.12.  Пример звездно-кольцевой топологии

В звездно-шинной (star-bus) топологии используется комбинация шины и пассивной звезды. К концентратору подключаются как отдельные компьютеры, так и целые шинные сегменты. На самом деле реализуется физическая топология шина, включающая все компьютеры сети. В данной топологии может использоваться и несколько концентраторов, соединенных между собой и образующих так называемую магистральную, опорную шину. К каждому из концентраторов при этом подключаются отдельные компьютеры или шинные сегменты. В результате получается звездно-шинное дерево. Таким образом, пользователь может гибко комбинировать преимущества шинной и звездной топологий, а также легко изменять количество компьютеров, подключенных к сети. С точки зрения распространения информации данная топология равноценна классической шине.

В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии в кольцо объединяются не сами компьютеры, а специальные концентраторы (изображенные на рис. 1.2 в виде прямоугольников), к которым в свою очередь подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи. В действительности все компьютеры сети включаются в замкнутое кольцо, так как внутри концентраторов линии связи образуют замкнутый контур (как показано на рис. 1.2). Данная топология дает возможность комбинировать преимущества звездной и кольцевой топологий. Например, концентраторы позволяют собрать в одно место все точки подключения кабелей сети. Если говорить о распространении информации, данная топология равноценна классическому кольцу.

В заключение надо также сказать о сеточной топологии (mesh), при которой компьютеры связываются между собой не одной, а многими линиями связи, образующими сетку (рис. 1.13).

Рис. 1.13.  Сеточная топология: полная (а) и частичная (б)

 

В полной сеточной топологии каждый компьютер напрямую связан со всеми остальными компьютерами. В этом случае при увеличении числа компьютеров резко возрастает количество линий связи. Кроме того, любое изменение в конфигурации сети требует внесения изменений в сетевую аппаратуру всех компьютеров, поэтому полная сеточная топология не получила широкого распространения.

Частичная сеточная топология предполагает прямые связи только для самых активных компьютеров, передающих максимальные объемы информации. Остальные компьютеры соединяются через промежуточные узлы. Сеточная топология позволяет выбирать маршрут для доставки информации от абонента к абоненту, обходя неисправные участки. С одной стороны, это увеличивает надежность сети, с другой же – требует существенного усложнения сетевой аппаратуры, которая должна выбирать маршрут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 2

В MS Excel создать таблицу «Оплата электро- и теплоэнергии» (см.ниже). Исходные данные задать самостоятельно. Таблица должна содержать не менее 10 сток с данными. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оплата электро- и теплоэнергии
ноябрь 1998 г.
	Тариф на отопление 1 м/кВ -		2,5
	Тариф за гор. воду на 1 чел. -		14,97
					Показания электросчетчика			Начисления к оплате
1п/п	Лицевой счет	ФИО   квартиро-съемщика	Общая площадь	Кол-во прожи-вающих	на день выписки	предыдущее	Кол-во кВатт/час	Эл/энер-гия	Отоп-ление	Гор. вода	Сумма к оплате
1	1251	Васильев Р. О.	44,5	1	43658	43256	402	241,2	111,25	14,97	367,42
2	007	James Bond	1000	1	5000	0	5000	3000	2500	14,97	5514,97
3	1234	Иванов И. И.	9	1	1718	888	830	498	22,5	14,97	535,47
4	1313	Полуэктов П. П.	27	3	8975	3455	5520	3312	67,5	44,91	3424,41
5	1000	Синицына Ю. А.	93,5	2	6789	4567	2222	1333,2	233,75	29,94	1596,89
6	1001	Абдурахметов А. А.	108	15	15234	0	15234	9140,4	270	224,55	9634,95
7	1221	Черпак К. К.	15	1	0	0	0	0	37,5	14,97	52,47
8	3333	Буренкина С. И.	15	5	65432	34567	30865	18519	37,5	74,85	18631,35
9	5555	Кокарейкина И. А.	38	18	17536	1546	15990	9594	95	269,46	9958,46
10	7777	Череззаборногукидайкина Э. Я	5	1	567123	567001	122	42,7	12,5	14,97	70,17
			Среднее	Итого			Max	Итого	Итого	Итого	Итого
			135,5	48			30865	45680,5	3387,5	718,56	49786,56

 

Оплата электро- и теплоэнергии
ноябрь 1998 г.
		Тариф на отопление 1 м/кВ -	2,5
		Тариф за гор. воду на 1 чел. -	14,97
					Показания электросчетчика			Начисления к оплате
1п/п	Лицевой счет	ФИО   квартиро-съемщика	Общая площадь	Кол-во прожи-вающих	на день выписки	предыдущее	Кол-во кВатт/час	Эл/энер-гия	Отоп-ление	Гор. вода	Сумма к оплате
2	007	James Bond	1000	1	5000	0	5000	3000	2500	14,97	5514,97
6	1001	Абдурахметов А. А.	108	15	15234	0	15234	9140,4	270	224,55	9634,95
8	3333	Буренкина С. И.	15	5	65432	34567	30865	18519	37,5	74,85	18631,35
1	1251	Васильев Р. О.	44,5	1	43658	43256	402	241,2	111,25	14,97	367,42
3	1234	Иванов И. И.	9	1	1718	888	830	498	22,5	14,97	535,47
9	5555	Кокарейкина И. А.	38	18	17536	1546	15990	9594	95	269,46	9958,46
4	1313	Полуэктов П. П.	27	3	8975	3455	5520	3312	67,5	44,91	3424,41
5	1000	Синицына Ю. А.	93,5	2	6789	4567	2222	1333,2	233,75	29,94	1596,89
10	7777	Череззаборногукидайкина Э. Я	5	1	567123	567001	122	42,7	12,5	14,97	70,17
7	1221	Черпак К. К.	15	1	0	0	0	0	37,5	14,97	52,47
			Среднее	Итого			Max	Итого	Итого	Итого	Итого
			135,5	48			30865	45680,5	3387,5	718,56	49786,56