Как называется быстродействующая опорная сеть соединяющая несколько мощных компьютеров
Обновлено: 04.07.2024
ПРЕИМУЩЕСТВА РАБОТЫ В ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ
Основным преимуществом работы в локальной сети является использование в многопользовательском режиме общих ресурсов сети: дисков, принтеров, модемов, программ и данных, хранящихся на общедоступных дисках, а также возможность передавать информацию с одного компьютера на другой.
Перечислим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрифирменной вычислительной сети.
Разделение ресурсов. Это позволяет экономно использовать ресурсы, например управлять периферийными устройствами, такими, как принтеры, внешние устройства хранения информации, модемы и т.д., со всех подключенных рабочих станций.
Разделение данных. Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.
Разделение программных средств. В этом случае появляется возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
Разделение ресурсов процессора. В этом случае возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Многопользовательский режим. Этот режим позволяет одновременно использовать централизованные прикладные программные средства, которые обычно устанавливаются на сервере приложений.
Помимо перечисленного, локальная сеть обеспечивает доступ пользователя с любого компьютера локальной сети к ресурсам глобальной сети при наличии единственного коммуникационного узла глобальной сети.
Контрольные вопросы
1. Что такое локальная сеть?
2. Дайте определения понятий: «рабочая станция», «сервер сети» и «коммутационные узлы».
3. Какие бывают сети по широте охвата пользователей? Дайте им краткую характеристику.
4. Перечислите типы линий связи, используемые для построения сетей.
5. Какие сетевые операционные системы вы знаете?
6. Как классифицируются сети по топологии?
7. На какие уровни разделяет средства взаимодействия модель OSI?
8. Что собой представляет локальная сеть с выделенным сервером?
9. Назовите основные особенности одноранговой локальной сети.
10. На какие уровни разделяет средства взаимодействия процесса передачи данных модель OSI?
11. Перечислите преимущества работы в локальных сетях.
gov - наличие этих трех букв в последней части адреса указывает на принадлежность сервера правительственной организации США
JPEG (Joint Photographic Experts Group, Объединенная группа экспертов по фотографии) - стандартный формат для оцифрованных изображений
link - элемент документа, связывающий его с другим документом или другой частью документа. Обычно оформляется как выделенный текст или пиктограмма
mail server - компьютер, предоставляющий почтовые услуги
mailing list - список рассылки. Пользователь, включенный в этот список, автоматически получает всю входящую на специальный адрес mailing list'а почту
MIME (Multipurpose Internet mail extension) - многоцелевые расширения почтовой службы Internet. Система передачи графики и другой нетекстовой информации по электронной почте
mirror - сервер FTP, содержащий копии всех файлов другого сервера. Устанавливается в случае чрезмерно активного посещения для оптимального распределения нагрузки
modem - периферийное устройство персонального компьютера, предназначенное для выполнения функций модуляции/демодуляции цифрового сигнала в аналоговый и обратно. Обычно используется для организации цифровой связи между двумя компьютерами через телефонную линию
MUD (Multi-Users Dimension) - многопользовательское пространство в Сети. Программа, посредством которой создается виртуальное пространство, где "встречаются" различные пользователи (сейчас это принято называть "виртуальной реальностью")
Read.me - файлы, имеющиеся на FTP-серверах или в составе пакета программ, которые содержат справочную информацию
Registration (регистрация) - заполнение стандартной формы на сайте, иногда требуется подтверждение по почте
Router (маршрутизатор) - сетевое устройство, которое определяет какие данные и куда отправлять
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей, межсетевой протокол) - набор протоколов для коммуникации в глобальных вычислительных сетях, локальных сетях или во взаимосвязанных комплексах сетей. Основной протокол функционирования Интернет. Состоит из трех базовых наборов протоколов: IP (сервис нижнего уровня), TCP (передача данных) и UDP
Transmission Control Protocol (протокол управления передачей) - широко используемый в Internet сетевой протокол транспортного уровня из набора TCP/IP. Гарантирует доставку передаваемых пакетов данных в нужной последовательности, но трафик при этом очень неравномерен
Трафик - поток информации / количество информации, прошедшее через канал связи
upload (выгрузка) - запись собственной информации на чужой компьютер (см.
download)URL (Uniform Resource Locator) - аналог полного имени сайта, способ именования сетевых ресурсов
UseNet - всемирная сеть телеконференций по тысячам тем, их называют группами новостей
User Datagram Protocol (протокол дейтаграмм пользователя) - сетевой протокол транспортного уровня из набора протоколов TCP/IP. Отдельные пакеты передаются без проверки на правильность передачи, но как можно быстрее. При этом часть пакетов теряется, но, например, при передаче речи звук не прерывается, что важно для обеспечения её разборчивости
Utilities (утилиты) - различные вспомогательные программы
VRML (Virtual Reality Markup Language) - язык для создания эффекта пребывания в трехмерном пространстве (виртуальной реальности). Чтобы читать файлы VRML (которые имеют расширение WRM), необходим VRML-броузер
Web-page - файл с гипертекстовым документом в формате HTML. Обычно имеет расширение .htm или .html
Web-мастер - человек, занимающийся разработкой, созданием, оформлением и поддержкой Web-страниц
Web-серфинг - путешествие по WWW путем выбора интересующих пользователя ссылок на Web-страницах
WinZip - программа для архивирования/разархивирования файлов
World Wide Web (WWW, Всемирная паутина) - система, которая использует для переходов между источниками данных гипертекстовые ссылки, что дает возможность получать доступ к сетевым ресурсам с различных точек входа
Zip file - файл, содержащий один или больше сжатых файлов
Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединенных линиями связи.
Для передачи данных между компьютерами могут использоваться:
специальные электрические кабели;
оптоволокно (нить из стекла или пластика, по которой идет свет);
радиоволны (в беспроводных сетях).
Объединяя компьютеры в сеть, мы получаем следующие преимущества :
быстрый обмен данными между компьютерами без использования сменных носителей ( CD - и DVD -дисков, флэш-дисков);
совместное использование ресурсов:
общих данных, которые могут быть размещены на одном компьютере;
программ, которые могут запускаться с другого компьютера;
внешних устройств (например, все компьютеры в сети могут использовать один принтер);
электронную почту и другие способы сетевого общения (чаты, форумы и т.п.).
В то же время существуют и недостатки :
необходимы денежные затраты на сетевое оборудование (кабели, вспомогательные устройства) и программное обеспечение (например, операционную систему специального типа);
снижается безопасность данных, поэтому компьютеры, на которых ведутся секретные разработки, не должны быть подключены к сети;
для настройки сети и обеспечения её работы необходим высококвалифицированный специалист – системный администратор.
Системный администратор обычно решает следующие задачи:
устанавливает и настраивает программное обеспечение;
устанавливает права доступа пользователей к ресурсам сети;
обеспечивает защиту информации;
предотвращает потерю данных в случае сбоя электропитания;
периодически делает резервные копии данных на DVD -дисках, съемных жестких дисках;
устраняет неисправности в сети.
Какие бывают сети?
По «радиусу охвата» обычно выделяют следующие типы компьютерных сетей:
персональные сети (англ. PAN - Personal Area Network ), объединяющие устройство одного человека (сотовые телефоны, карманные компьютеры, смартфоны, ноутбук и т.п.) в радиусе не более 30 м; самый известный стандарт таких сетей – Bluetooth ;
локальные сети (англ. LAN - Local Area Network ), объединяющие, как правило, компьютеры в пределах одного или нескольких соседних зданий;
корпоративные сети (англ. Corporate network ) – сети компьютеров одной организации (возможно, находящиеся в разных районах города или даже в разных городах);
городские сети (англ. MAN - Metropolitan Area Network ), объединяющие компьютеры в пределах города;
глобальные сети ( WAN - Wide Area Network ), объединяющие компьютеры в разных странах; типичный пример глобальной сети – Интернет .
Серверы и клиенты
В любой сети одни компьютеры используют ресурсы других. Для описания роли компьютеров в обмене данными вводят два термина: сервер и клиент.
Сервер – это компьютер, это компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства и т.д.) в общее использование.
Клиент – это компьютер, использующий ресурсы сервера.
Обычно серверы – это специально выделенные мощные компьютеры, которые используются только для обработки запросов большого числа клиентских компьютеров ( рабочих станций ) и, как правило, включены постоянно. Чаще всего они находятся в отдельных помещениях, куда пользователи не имеют доступа; это повышает защищенность данных.
В крупных локальных сетях используются несколько серверов, каждый из которых решает свою задачу:
файловый сервер хранит данные и обеспечивает доступ к ним;
сервер печати обеспечивает доступ к общему принтеру;
почтовый сервер управляет электронной почтой;
серверы приложений (например, серверы баз данных) выполняют обработку информации по запросам клиентов.
Сервер получает запросы от клиентов, ставит их в очередь и после выполнения посылает каждому клиенту ответ с результатами выполнения запроса. Задача клиента – послать серверу запрос в определенном формате и после получения ответа вывести ответ на монитор пользователя. Такая технология называется « клиент-сервер ». Её используют, например, все веб-сайты в Интернете: программа-браузер (клиент) посылает запрос веб-серверу и выводит его ответ (веб-страницу) на экран.
Обмен данными
Для того чтобы люди могли полноценно общаться, нужно, чтобы они говорили на одном языке. Эта аналогия действует и для компьютерных систем, где вместо слова «язык» используется термин «протокол».
Протокол – это набор правил и соглашений, определяющих порядок обмена данными в сети.
Можно объединить в одну сеть устройства, которые используют разные протоколы обмена данными. Для этого требуется устройство «переводчик», которое называется шлюзом . Задача шлюза – «перевести» принятые данные в формат другого протокола. Шлюзы часто используют для связи между промышленными сетями (измерительной аппаратурой, датчиками) и сетями персональных компьютеров.
В современных сетях пересылаемые данные делятся на пакеты . Дело в том, что чаще всего одна линия связи используется для обмена данными между несколькими узлами. Если передавать большие файлы целиком, то получится, что сеть будет заблокирована, пока не закончится передача файла. Кроме того, в этом случае при сбое весь файл нужно передавать заново, это увеличивает нагрузку на сеть.
Если передавать отдельные пакеты, время ожидания сокращается до времени передачи одного пакета (это доли секунды), нагрузка на линию связи становится более равномерной. По сети одновременно передаются пакеты, принадлежащие нескольким файлам. На рисунке по одной линии связи (между узлами 3 и 4) одновременно выполняется передача данных от узла 2 к узлу 5 (пакеты обозначены синими прямоугольниками) и от узла 1 к узлу 6 (красные прямоугольники).
Вместе с каждым пакетом передается его контрольная сумма – число, найденное по специальному алгоритму и зависящее от всех данных пакета. Узел-приёмник рассчитывает контрольную сумму полученного блока данных и, если она не сходится с контрольной суммой, указанной в пакете, фиксируется ошибка и этот пакет (а не весь файл!) передаётся, как правило, ещё раз.
Казалось бы, чем меньше размер пакета, тем лучше. Однако это не так, потому что любой пакет кроме «полезных» данных содержит служебную информацию: адреса отправителя и получателя, контрольную сумму. Поэтому в каждом случае ест некоторый оптимальный размер пакета, который зависит от многих условий (например, от уровня помех, количества компьютеров в сети, предаваемых данных и т.д.). Чаще всего для обмена данными в локальных сетях и в Интернете используются пакеты размером не более 1,5 Кбайт.
Что такое компьютерная сеть?
Какие каналы связи могут использоваться в сетях?
Какие преимущества даёт объединение компьютеров в сеть? Что при этом ухудшается?
Рисунок 7 - Варианты связи компьютеров
От выбора топологии связей зависят многие характеристики сети. Например, наличие между узлами нескольких путей повышает надежность сети и делает возможной балансировку загрузки отдельных каналов. Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длина линий связи.
Среди множества возможных конфигураций различают полносвязные и неполносвязные топологии:
Полносвязная топология (рисунок 8) соответствует сети, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными. Несмотря на логическую простоту, это вариант громоздкий и неэффективный.
Действительно, каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная физическая линия связи. (В некоторых случаях даже две, если невозможно использование этой линии для двусторонней передачи.) Полносвязные топологии в крупных сетях применяются редко, так как для связи N узлов требуется N(N-1)/2 физических линий связи, т.е. имеет место квадратическая зависимость. Чаще этот вид топологии используется в многомашинных комплексах или в сетях, объединяющих небольшое количество компьютеров.
Рисунок 8 - Полносвязная конфигурация
Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обмена данными между двумя компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети.
Ячеистая топология получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей (рисунок 9). В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей.
Рисунок 9 - Ячеистая топология
Рисунок 10 - Топология "кольцо"
Топология "звезда" (рисунок 11) образуется в том случае, когда каждый компьютер с помощью отдельного кабеля подключается к общему центральному устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети.
В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. В роли концентратора может выступать как компьютер, так и специализированное устройство, такое как многовходовый повторитель, коммутатор или маршрутизатор.
Главное преимущество этой топологии - существенно большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.
К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора.
Рисунок 11 - Топология "звезда"
Иногда имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа "звезда" (рисунок 12). Получаемую в результате структуру называют также деревом. В настоящее время дерево является самым распространенным типом топологии связей, как в локальных, так и в глобальных сетях.
Особым частным случаем конфигурации звезда является конфигурация "общая шина" (рисунок 13). Здесь в роли центрального элемента выступает пассивный кабель, к которому по схеме "монтажного ИЛИ" подключается несколько компьютеров (такую же топологию имеют многие сети, использующие беспроводную связь — роль общей шины здесь играет общая радиосреда).
Рисунок 12 -Топология "иерархическая звезда" или "дерево"
Передаваемая информация распространяется по кабелю и доступна одновременно всем присоединенным к нему компьютерам. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны.
Рисунок 13 - Топология "общая шина"
Основными преимуществами такой схемы являются низкая стоимость и простота наращивания, то есть присоединения новых узлов к сети.
Применение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность почти мгновенного широковещательного обращения ко всем станциям сети. Таким образом, основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям.
Самым серьезным недостатком "общей шины" является ее недостаточная надежность: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. К сожалению, дефект коаксиального разъема редкостью не является.
Другой недостаток "общей шины" — невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные по сети, поэтому пропускная способность канала связи всегда делится между всеми узлами сети. До недавнего времени "общая шина" являлась одной из самых популярных топологий для локальных сетей.
В настоящее время часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца.
«Звезда-шина» - это комбинация топологий "шина" и "звезда", что показано на рисунке 5. Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией "звезда" объединяются при помощи магистральной линейной шины.
В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть - остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
Рисунок 5 – Сеть с топологией «звезда-шина»
Звезда-кольцо (star-ring) кажется несколько похожей на «звезду-шину», что показано на рисунке 6. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду.
Рисунок 6 – Сеть с топологией «звезда-кольцо»
Иногда имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа «звезда». Получаемую в результате структуру называют также деревом. В настоящее время дерево является самым распространенным типом топологии связей, как в локальных, так и в глобальных сетях.
В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию — "звезда", "кольцо" или "общая шина", для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией (рисунок 14).
Рисунок 14 - Смешанная топология
Основные характеристики базовых топологий локальных вычислительных сетей находятся в таблице 1.
Читайте также: