Как называется компьютер в локальной сети на котором хранится основная часть программного

Обновлено: 04.07.2024

Цели: познакомить учащихся с основными понятиями, с основными топологиями локальной компьютерной сети; дать представление о назначении ЛС; сформировать у учащихся навык обмена файлами в ЛС; развитие познавательного интереса у учащихся, основ коммуникативного общения.

Тип урока

Урок изучения нового материла

План урока

I . Организационный момент.

Приветствие, проверка присутствующих.

III . Изучение нового материала с использованием презентационного оборудования

Что такое компьютерная сеть.

Что такое локальная сеть.

Три основные цели использования ЛС.

Типы локальных сетей.

Сеть с выделенным сервером.

ПО сетей с выделенным сервером.

Ребята, как выдумаете, какие возможности пользователям предоставляют сети?

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов

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:
• Территориальная распространенность;
• Ведомственная принадлежность;
• Скорость передачи информации;
• Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными. Мы с вами сегодня рассмотрим локальные сети.

Локальные компьютерные сети.
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

По способу взаимодействия компьютеров подразделяются на :

сети с выделенным сервером

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Сеть состоит только из рабочих станций пользователей.

Одноранговые сети используются для обмена файлами.

У каждого компьютера в такой сети есть своё имя.

Возможность такого обмена обеспечивается специальной операционной системой.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе серверов.

Сервер (от англ. server - обслуживающее устройство) - компьютер, распределяющий ресурсы между пользователями сети.

В сервере установлен мощный процессор, большая оперативная и дисковая память, хранится основная часть программного обеспечения и данных сети, которыми могут воспользоваться все пользователи сети.

В качестве рабочих станций обычно используются менее производительные компьютеры с меньшей дисковой и оперативной памятью.

В сетях с выделенным сервером реализуется клиент-серверная технология.

На сервере устанавливается серверное ПО

На рабочей станции устанавливается клиентское ПО

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Топология – это конфигурация соединения элементов в сеть. Топология во многом определяет такие важнейшие характеристики сети, как ее надежность, производительность, стоимость, защищенность и т.д.

Самые распространенные: звезда, шина, дерево, кольцо.

IV. Диагностика полученных знаний (тест.)

Данный тест создан в программе Excel и установлен на каждое рабочее место. Оценка ставится сразу после выполнения теста.

Сейчас мы разделимся на группы и каждая группа пользуясь возможностями ЛС создаст презентацию какой - то топологии и представит её.

V Практическое задание на компьютере. Работаем в группах. Каждая группа получает

Описанная тема состоит из двух учебных часов. Первый час посвящён объяснению теоретического материала. Второй - отработке навыков работы в локальной сети.

Тема урока: Локальные компьютерные сети.

образовательные	- познакомить учащихся с основными понятиями, с основными устройствами компьютерной сети, технологией передачи и обработки данных;
развивающие	- сформировать у учащихся целостное представление о работе компьютерных сетей;
воспитательная	- развитие познавательного интереса у учащихся, основ коммуникативного общения.

Оборудование: компьютеры, соединённые в локальную сеть, медиапроектор.

Программное обеспечение: презентация в PowerPoint “Компьютерные сети (Локальная сеть)”, Проводник Windows, Internet Explorer, MS Word.

План урока

I. Организационный момент.

III. Изучение нового материала с использованием презентационного оборудования

1. Что такое компьютерная сеть.

2. Что такое локальная сеть.

3. Виды локальной сети.

- Программное обеспечение сетей с выделенным сервером.

4. Аппаратное обеспечение сети

5. Компоненты локальной сети

6. Программное обеспечение сети.

7. Режимы доступа к ресурсам сети.

IV. Закрепление полученных знаний (тест на компьютере с использованием приложения Internet Explorer - текст программы написан на языке JavaScript). При контроле используется 4 варианта теста.

Примерные вопросы теста

1. Для передачи 7 Мбайт информации с одного компьютера на другой (компьютеры в одном помещении) предпочтительнее использовать:

- локальную компьютерную сеть;
- дискету;
- винчестер;
- глобальную компьютерную сеть

2. Информация передаётся со скоростью 2,5 Кбит/с. Какой объём информации будет передан за 20 минут?

- 8 Кбайт;
- 3000 Кбайт;
- 50 Кбайт;
- 375 Кбайт.

3. Локальная сеть …

- не предназначена для передачи больших файлов;
- предназначена для объединения компьютеров, установленных в одном помещении, в одном здании или в нескольких близко расположенных зданиях;
- служит для объединения компьютеров в пределах одного континента;
- служит для объединения компьютеров только в пределах одной комнаты.

4. В каких сетях все компьютеры равноправны?

- в одноранговых сетях;
- в сетях с выделенным сервером;
- в электрических сетях;
- в глобальных сетях.

5. Как называется компьютер в локальной сети, на котором хранится основная часть программного обеспечения, как правило, установлен самый производительный процессор, большая оперативная и дисковая память?

- сервер;
рабочая станция;
- концентратор;
- персональный компьютер.

6. В каком компьютере локальной сети можно установить жёсткий диск с небольшой информационной ёмкостью (или диск вообще может отсутствовать):

- в сервере;
- в рабочей станции;
- в концентраторе;
- нет верного ответа.

7. Какая операционная система устанавливается на рабочих станциях локальной сети?

- cерверная ОС;
- клиентская ОС;
- терминальная ОС;
- символьная ОС.

сетевая плата;
модем;
концентратор;
коннектор.

9. Как называется устройство, которое служит для соединения компьютеров в локальную сеть?

- концентратор;
- модем;
- коаксиал;
- сетевая плата.

10. Какой цифрой указано гнездо для кабеля локальной сети на задней панели компьютера?

11. В чём главное отличие Hub от Switch?

- в названии;
- в установке максимальной скорости передачи данных в локальной сети (в зависимости от типа сетевых плат);
- в количестве портов;
- эти устройства абсолютно одинаковы.

12. Может ли быть использован домашний компьютер в качестве выделенного сервера домашней локальной сети?

- может при установке серверной ос и соответствующих технических характеристиках;
- не может;
- может использоваться только в качестве рабочей станции;
- может при установке серверную ОС.

13. Может ли функционировать компьютерная сеть, если компьютерам не присвоены IP-адреса и адрес маски подсети?

- будет, но скорость обмена информацией будет замедлена;
- будет функционировать с максимальной скоростью обмена;
- компьютерная сеть не будет функционировать;
- будет, если в сети всего два компьютера.

14. При каком виде доступа можно просмотреть, переименовать, скопировать, удалить любую папку или файл на любом удалённом компьютере в сети.

- общий доступ;
- ограниченный доступ;
- сетевой доступ;
- максимальный доступ.

15. Какой доступ позволит использовать удалённому компьютеру в сети сетевой принтер?

- общий доступ к дискам, папкам;
- ограниченный доступ к дискам, папкам;
- ограниченный доступ к устройствам;
- общий доступ к устройствам.

При выполнении практической работы подразумевается, что учащиеся умеют работать с приложениями MS Word и Проводник Windows.

Пример практической работы

1 вариант (Компьютер № 1)

1. Найдите и откройте документ с именем “Задание для компьютера № 1”.

1.1. Откройте Проводник.

1.2. Щёлкните мышкой в левой панели - Сетевое окружение - Вся сеть – Microsoft Windows Network - School2 - Teach – “Задания” (папка “Задания” имеет уровень доступа Открыть общий доступ к этой папке —> файлы можно открыть только для чтения) 1 .

1.3. Откройте документ “Задание для компьютера № 1”.

2. Заполните предложенную форму – впишите свою фамилию, имя, класс.

3. Файл сохраните под именем “Отчёт компьютера № 1” по адресу – Teach – С – папка “Отчёты”. Для этого выполните следующие действия: Файл - Сохранить как - Сетевое окружение - Вся сеть - Microsoft Windows Network - School2 - Teach – “Отчёты” (папка “Отчёты” имеет уровень доступа Разрешить изменения по сети —> файлы можно открыть для чтения и записи).

4. Выполните задание. Скопируйте рисунок с удалённого компьютера и вставьте в конце документа “Отчёт компьютера № 1”.

4.1. Щёлкните мышкой Сетевое окружение - Вся сеть – Microsoft Windows Network - School2 – Comp 5 – “Практические”.

4.2. Скопируйте файл Рис 1 (выделите файл, щёлкните правой кнопкой мыши, в появившемся контекстном меню выберите пункт Копировать).

4.3. Перейдите в документ “Отчёт с компьютера № 1” (используя Панель Задач).

4.4. Вставьте рисунок в конце документа (щёлкните правой кнопкой мыши, в появившемся контекстном меню выберите пункт Вставить).

4.5. Повторно сохраните документ (Файл - Сохранить)

4.6. Дополнительные задание:

Заполните таблицу (таблица находится в исходном файле “Задание для компьютера № 1”)

4.6.1. Вставьте рисунок “Рис 1д” в ячейку под заголовком Задание № 1 (рисунок находится в папке “Практические”, расположенной на компьютере 5, вставка производится аналогично пунктам 4.1.-4.4.).

4.6.2. Вставьте текст из файла под названием “Текст 1д” в ячейку под заголовком Задание № 2 (текст находится в папке “Практические”, расположенной на компьютере 6, для вставки используйте пункты меню Вставка – Файл…, - Сетевое окружение и т.д.).

4.6.3. Вставьте рисунок “Рис 2д” в ячейку под заголовком Задание № 3 (рисунок находится в папке “Практические”, расположенной на компьютере 7).

4.6.4. Вставьте текст из файла под названием “Текст 2д” в ячейку под заголовком Задание № 4 (текст находится в папке “Практические”, расположенной на компьютере 8, вставка производится аналогично пункту 4.6.2.).

4.7. Повторно сохраните документ (Файл - Сохранить).

5. Закройте документ и приложения MS Word и Проводник Windows.

Результатом выполнения учащимися практической работы является повторение следующих тем: Операционная система, текстовый редактор MS Word, приложение Проводник Windows и получение навыков работы в локальной сети.

V. Домашнее задание.

Семакин И.Г. Учебник Информатика. Базовый курс для 7-9 классов / И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Шестакова – М. Лаборатория Базовых знаний, 1999 г.
Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов /Н.Д. Угринович. - М. Лаборатория Базовых знаний, 2002 г.
Леоньтев В.П. Новейшая энциклопедия Интернет 2003 – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003.

1 Здесь и далее курсивом выделены комментарии для пояснения. В оригинальной практической работе – отсутствуют.

Данная статья посвящена основам локальной сети, здесь будут рассмотрены следующие темы:

Понятие локальная сеть;
Устройство локальной сети;
Оборудование для локальной сети;
Топология сети;
Протоколы TCP/IP;
IP-адресация.

Понятие локальной сети

Интернет является еще одним примером сети, которая уже давно стала всемирной и всеобъемлющей, включающей в себя сотни тысяч различных сетей и сотни миллионов компьютеров. Независимо от того, как вы получаете доступ к Интернету, с помощью модема, локального или глобального соединения, каждый пользователь Интернета является фактически сетевым пользователем. Для работы в Интернете используются самые разнообразные программы, такие как обозреватели Интернета, клиенты FTP, программы для работы с электронной почтой и многие другие.

Компьютер, который подключен к сети, называется рабочей станцией (Workstation). Как правило, с этим компьютером работает человек. В сети присутствуют и такие компьютеры, на которых никто не работает. Они используются в качестве управляющих центров в сети и как накопители информации. Такие компьютеры называют серверами,
Если компьютеры расположены сравнительно недалеко друг от друга и соединены с помощью высокоскоростных сетевых адаптеров то такие сети называются локальными. При использовании локальной сети компьютеры, как правило, расположены в пределах одной комнаты, здания или в нескольких близко расположенных домах.
Для объединения компьютеров или целых локальных сетей, которые расположены на значительном расстоянии друг от друга, используются модемы, а также выделенные, или спутниковые каналы связи. Такие сети носят название глобальные. Обычно скорость передачи данных в таких сетях значительно ниже, чем в локальных.

Устройство локальной сети

Существуют два вида архитектуры сети: одноранговая (Peer-to-peer) и клиент/ сервер (Client/Server), На данный момент архитектура клиент/сервер практически вытеснила одноранговую.

Если используется одноранговая сеть, то все компьютеры, входящие в нее, имеют одинаковые права. Соответственно, любой компьютер может выступать в роли сервера, предоставляющего доступ к своим ресурсам, или клиента, использующего ресурсы других серверов.

В сети, построенной на архитектуре клиент/сервер, существует несколько основных компьютеров — серверов. Остальные компьютеры, которые входят в сеть, носят название клиентов, или рабочих станций.

Одноранговая архитектура получила распространение в небольших офисах или в домашних локальных сетях, В большинстве случаев, чтобы создать такую сеть, вам понадобится пара компьютеров, которые снабжены сетевыми картами, и кабель. В качестве кабеля используют витую пару четвертой или пятой категории. Витая пара получила такое название потому, что пары проводов внутри кабеля перекручены (это позволяет избежать помех и внешнего влияния). Все еще можно встретить достаточно старые сети, которые используют коаксиальный кабель. Такие сети морально устарели, а скорость передачи информации в них не превышает 10 Мбит/с.

После того как сеть будет создана, а компьютеры соединены между собой, нужно настроить все необходимые параметры программно. Прежде всего убедитесь, что на соединяемых компьютерах были установлены операционные системы с поддержкой работы в сети (Linux, FreeBSD, Windows)

Все компьютеры в одноранговой сети объединяются в рабочие группы, которые имеют свои имена (идентификаторы).
В случае использования архитектуры сети клиент/сервер управление доступом осуществляется на уровне пользователей. У администратора появляется возможность разрешить доступ к ресурсу только некоторым пользователям. Предположим, что вы делаете свой принтер доступным для пользователей сети. Если вы не хотите, чтобы кто угодно печатал на вашем принтере, то следует установить пароль для работы с этим ресурсом. При одноранговой сети любой пользователь, который узнает ваш пароль, сможет получить доступ к вашему принтеру. В сети клиент/ сервер вы можете ограничить использование принтера для некоторых пользователей вне зависимости от того, знают они пароль или нет.

Оборудование для локальной сети

В самом простом случае для работы сети достаточно сетевых карт и кабеля. Если же вам необходимо создать достаточно сложную сеть, то понадобится специальное сетевое оборудование.

Кабель

Компьютеры внутри локальной сети соединяются с помощью кабелей, которые передают сигналы. Кабель, соединяющий два компонента сети (например, два компьютера), называется сегментом. Кабели классифицируются в зависимости от возможных значений скорости передачи информации и частоты возникновения сбоев и ошибок. Наиболее часто используются кабели трех основных категорий:

Витая пара;
Коаксиальный кабель;
Оптоволоконный кабель,

Для построения локальных сетей сейчас наиболее широко используется витая пара. Внутри такой кабель состоит из двух или четырех пар медного провода, перекрученных между собой. Витая пара также имеет свои разновидности: UTP (Unshielded Twisted Pair — неэкранированная витая пара) и STP (Shielded Twisted Pair — экранированная витая пара). Эти разновидности кабеля способны передавать сигналы на расстояние порядка 100 м. Как правило, в локальных сетях используется именно UTP. STP имеет плетеную оболочку из медной нити, которая имеет более высокий уровень защиты и качества, чем оболочка кабеля UTP.

В кабеле STP каждая пара проводов дополнительно экранировала (она обернута слоем фольги), что защищает данные, которые передаются, от внешних помех. Такое решение позволяет поддерживать высокие скорости передачи на более значительные расстояния, чем в случае использования кабеля UTP, Витая пара подключается к компьютеру с помощью разъема RJ-45 (Registered Jack 45), который очень напоминает телефонный разъем RJ-11 (Regi-steredjack). Витая пара способна обеспечивать работу сети на скоростях 10,100 и 1000 Мбит/с.

Коаксиальный кабель состоит из медного провода, покрытого изоляцией, экранирующей металлической оплеткой и внешней оболочкой. По центральному проводу кабеля передаются сигналы, в которые предварительно были преобразованы данные. Такой провод может быть как цельным, так и многожильным. Для организации локальной сети применяются два типа коаксиального кабеля: ThinNet (тонкий, 10Base2) и ThickNet (толстый, 10Base5). В данный момент локальные сети на основе коаксиального кабеля практически не встречаются.

В основе оптоволоконного кабеля находятся оптические волокна (световоды), данные по которым передаются в виде импульсов света. Электрические сигналы по оптоволоконному кабелю не передаются, поэтому сигнал нельзя перехватить, что практически исключает несанкционированный доступ к данным. Оптоволоконный кабель используют для транспортировки больших объемов информации на максимально доступных скоростях.

Главным недостатком такого кабеля является его хрупкость: его легко повредить, а монтировать и соединять можно только с помощью специального оборудования.

Сетевые карты

Сетевые карты делают возможным соединение компьютера и сетевого кабеля. Сетевая карта преобразует информацию, которая предназначена для отправки, в специальные пакеты. Пакет — логическая совокупность данных, в которую входят заголовок с адресными сведениями и непосредственно информация. В заголовке присутствуют поля адреса, где находится информация о месте отправления и пункте назначения данных, Сетевая плата анализирует адрес назначения полученного пакета и определяет, действительно ли пакет направлялся данному компьютеру. Если вывод будет положительным, то плата передаст пакет операционной системе. В противном случае пакет обрабатываться не будет. Специальное программное обеспечение позволяет обрабатывает все пакеты, которые проходят внутри сети. Такую возможность используют системные администраторы, когда анализируют работу сети, и злоумышленники для кражи данных, проходящих по ней.

Любая сетевая карта имеет индивидуальный адрес, встроенный в ее микросхемы. Этот адрес называется физическим, или MAC-адресом (Media Access Control — управление доступом к среде передачи).

Порядок действий, совершаемых сетевой картой, такой.

Получение информации от операционной системы и преобразование ее в электрические сигналы для дальнейшей отправки по кабелю;
Получение электрических сигналов по кабелю и преобразование их обратно в данные, с которыми способна работать операционная система;
Определение, предназначен ли принятый пакет данных именно для этого компьютера;
Управление потоком информации, которая проходит между компьютером и сетью.

Концентраторы

Сеть вместе с концентратором представляет собой «общую шину». Пакеты данных при передаче через концентратор будут доставлены на все компьютеры, подключенные к локальной сети.

Существует два вида концентраторов.

Пассивные концентраторы. Такие устройства отправляют полученный сигнал без его предварительной обработки.
Активные концентраторы (многопостовые повторители). Принимают входящие сигналы, обрабатывают их и передают в подключенные компьютеры.

Коммутаторы

Коммутаторы необходимы для организации более тесного сетевого соединения между компьютером-отправителем и конечным компьютером. В процессе передачи данных через коммутатор в его память записывается информация о MAC-адресах компьютеров. С помощью этой информации коммутатор составляет таблицу маршрутизации, в которой для каждого из компьютеров указана его принадлежность определенному сегменту сети.

При получении коммутатором пакетов данных он создает специальное внутреннее соединение (сегмент) между двумя своими Портами, используя таблицу маршрутизации. Затем отправляет пакет данных в соответствующий порт конечного компьютера, опираясь на информацию, описанную в заголовке пакета.

Таким образом, данное соединение оказывается изолированным от других портов, что позволяет компьютерам обмениваться информацией с максимальной скоростью, которая доступна для данной сети. Если у коммутатора присутствуют только два порта, он называется мостом.

Коммутатор предоставляет следующие возможности:

Послать пакет с данными с одного компьютера на конечный компьютер;
Увеличить скорость передачи данных.

Маршрутизаторы

Маршрутизатор по принципу работы напоминает коммутатор, однако имеет больший набор функциональных возможностей, Он изучает не только MAC, но и IP-адреса обоих компьютеров, участвующих в передаче данных. Транспортируя информацию между различными сегментами сети, маршрутизаторы анализируют заголовок пакета и стараются вычислить оптимальный путь перемещения данного пакета. Маршрутизатор способен определить путь к произвольному сегменту сети, используя информацию из таблицы маршрутов, что позволяет создавать общее подключение к Интернету или глобальной сети.
Маршрутизаторы позволяют произвести доставку пакета наиболее быстрым путем, что позволяет повысить пропускную способность больших сетей. Если какой-то сегмент сети перегружен, поток данных пойдет по другому пути,

Топология сети

Порядок расположения и подключения компьютеров и прочих элементов в сети называют сетевой топологией. Топологию можно сравнить с картой сети, на которой отображены рабочие станции, серверы и прочее сетевое оборудование. Выбранная топология влияет на общие возможности сети, протоколы и сетевое оборудование, которые будут применяться, а также на возможность дальнейшего расширения сети.

Выделяют пять видов топологии сети:

Общая шина

В этом случае все компьютеры подключаются к одному кабелю, который называется шиной данных. При этом пакет будет приниматься всеми компьютерами, которые подключены к данному сегменту сети.

Быстродействие сети во многом определяется числом подключенных к общей шине компьютеров. Чем больше таких компьютеров, тем медленнее работает сеть. Кроме того, подобная топология может стать причиной разнообразных коллизий, которые возникают, когда несколько компьютеров одновременно пытаются передать информацию в сеть. Вероятность появления коллизии возрастает с увеличением количества подключенных к шине компьютеров.

Преимущества использования сетей с топологией «общая шина» следующие:

Значительная экономия кабеля;
Простота создания и управления.

вероятность появления коллизий при увеличении числа компьютеров в сети;
обрыв кабеля приведет к отключению множества компьютеров;
низкий уровень защиты передаваемой информации. Любой компьютер может получить данные, которые передаются по сети.

Звезда

При использовании звездообразной топологии каждый кабельный сегмент, идущий от любого компьютера сети, будет подключаться к центральному коммутатору или концентратору, Все пакеты будут транспортироваться от одного компьютера к другому через это устройство. Допускается использование как активных, так и пассивных концентраторов, В случае разрыва соединения между компьютером и концентратором остальная сеть продолжает работать. Если же концентратор выйдет из строя, то сеть работать перестанет. С помощью звездообразной структуры можно подключать друг к другу даже локальные сети.

Использование данной топологии удобно при поиске поврежденных элементов: кабеля, сетевых адаптеров или разъемов, «Звезда» намного удобнее «общей шины» и в случае добавления новых устройств. Следует учесть и то, что сети со скоростью передачи 100 и 1000 Мбит/с построены по топологии «звезда».

Если в самом центре «звезды» расположить концентратор, то логическая топология изменится на «общую шину».
Преимущества «звезды»:

простота создания и управления;
высокий уровень надежности сети;
высокая защищенность информации, которая передается внутри сети (если в центре звезды расположен коммутатор).

Основной недостаток — поломка концентратора приводит к прекращению работы всей сети.

Кольцевая топология

В случае использования кольцевой топологии все компьютеры сети подключаются к единому кольцевому кабелю. Пакеты проходят по кольцу в одном направлении через все сетевые платы подключенных к сети компьютеров. Каждый компьютер будет усиливать сигнал и отправлять его дальше по кольцу.

В представленной топологии передача пакетов по кольцу организована маркерным методом. Маркер представляет собой определенную последовательность двоичных разрядов, содержащих управляющие данные. Если сетевое устройство имеет маркер, то у него появляется право на отправку информации в сеть. Внутри кольца может передаваться всего один маркер.

Компьютер, который собирается транспортировать данные, забирает маркер из сети и отправляет запрошенную информацию по кольцу. Каждый следующий компьютер будет передавать данные дальше, пока этот пакет не дойдет до адресата. После получения адресат вернет подтверждение о получении компьютеру-отправителю, а последний создаст новый маркер и вернет его в сеть.

Преимущества данной топологии следующие:

эффективнее, чем в случае с общей шиной, обслуживаются большие объемы данных;
каждый компьютер является повторителем: он усиливает сигнал перед отправкой следующей машине, что позволяет значительно увеличить размер сети;
возможность задать различные приоритеты доступа к сети; при этом компьютер, имеющий больший приоритет, сможет дольше задерживать маркер и передавать больше информации.

обрыв сетевого кабеля приводит к неработоспособности всей сети;
произвольный компьютер может получить данные, которые передаются по сети.

Протоколы TCP/IP

Основными среди них являются:

Все основные сетевые протоколы (NetBEUI, IPX/SPX и ТСРIР) являются маршрутизируемыми протоколами. Но вручную приходится настраивать лишь маршрутизацию ТСРIР. Остальные протоколы маршрутизируются операционной системой автоматически.

IP-адресация

DHCP-сервер позволяет гибко раздавать IP-адреса компьютерам и закрепить за некоторыми компьютерами постоянные, статические IP-адреса. Встроенное средство Windows не имеет таких возможностей. Поэтому если в сети имеется DHCP-сервер, то средствами Windows лучше не пользоваться, установив в настройках сети операционной системы автоматическое (динамическое) назначение IP-адреса. Установка и настройка DHCP-сервера выходит за рамки этой книги.

Следует, однако, отметить, что при использовании для назначения IP-адреса DHCP-сервера или средств Windows загрузка компьютеров сети и операции назначения IP-адресов требует длительного времени, тем большего, чем больше сеть. Кроме того, компьютер с DHCP-сервером должен включаться первым.
Если же вручную назначить компьютерам сети статические (постоянные, не изменяющиеся) IP-адреса, то компьютеры будут загружаться быстрее и сразу же появляться в сетевом окружении. Для небольших сетей этот вариант является наиболее предпочтительным, и именно его мы будем рассматривать в данной главе.

Для связки протоколов TCP/IP базовым является протокол IP, так как именно он занимается перемещением пакетов данных между компьютерами через сети, использующие различные сетевые технологии. Именно благодаря универсальным характеристикам протокола IP стало возможным само существование Интернета, состоящего из огромного количества разнородных сетей.

Пакеты данных протокола IP

Протокол IP является службой доставки для всего семейства протоколов ТСР-iР. Информация, поступающая от остальных протоколов, упаковывается в пакеты данных протокола IP, к ним добавляется соответствующий заголовок, и пакеты начинают свое путешествие по сети

Система IP-адресации

Одними из важнейших полей заголовка пакета данных IP являются адреса отправителя и получателя пакета. Каждый IP-адрес должен быть уникальным в том межсетевом объединении, где он используется, чтобы пакет попал по назначению. Даже во всей глобальной сети Интернет невозможно встретить два одинаковых адреса.

Бит представляет собой минимально возможную единицу хранения информации. В нем может содержаться только 0 (бит сброшен) или 1 (бит установлен).

Несмотря на то, что IP-адрес всегда имеет одинаковую длину, записывать его можно по-разному. Формат записи IP-адреса зависит от используемой системы счисления. При этом один и тот же адрес может выглядеть совершенно по-разному:

Локальные сети по способу взаимодействия компьютеров подразделяются на:

Сети с выделенным сервером.

Одноранговая локальная сеть Слайд 5.

В одноранговой сети:

Для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система;

Компьютеры расположены на рабочих столах пользователей;

Пользователи сами выступают в роли администраторов и обеспечивают защиту информации.

Если к сети подключены более 10-15 пользователей, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы.

Слайд 6. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов.

Сервер (от англ. Server- обслуживающее устройство) – это компьютер, распределяющий ресурсы между пользователями сети.

В сервере устанавливается мощный процессор, большая оперативная и дисковая память, хранится основная часть программного обеспечения и данных сети, которые могут воспользоваться все пользователи сети.

Рабочая станция – индивидуальное рабочее место пользователя. На рабочих станциях обычно используются менее производительные компьютеры с меньшей дисковой и оперативной памятью. Программное обеспечение сетей с выделенным сервером.

В сетях с выделенным сервером реализуется клиент-серверная технология. На сервере устанавливается серверное ПО:

Web- сервер (организация Интернет);

Прокси-сервер (обеспечивает работу с Интернет рабочих станций);

Файл-сервер (обеспечение совместного доступа к файлам) и т.д.

На рабочих станциях устанавливается клиентское ПО:

ОС для рабочих станция;

Клиентская часть прикладного ПО и т.д.

Термин «топология сети» характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. «Топология» - это стандартный термин, который используется профессионалами при описании основной компоновки сети. выбор той или иной топологии влияет на состав необходимого оборудования, характеристики сетевого оборудования, возможности расширения сети, способность управления сетью.

Наиболее распространены следующие способы соединения компьютеров:

Шина (как правило используется для одноранговых сетей);

Звезда (используется для любых локальных сетей);

Является наиболее распространенной и простой. В ней используется один кабель, называемый магистралью, или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети. В сети с этой топологией компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру. Производительность этой топологии сети зависит от числа компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее работает сеть.

Тип соединения «звезда»

При этой топологии все компьютеры подключены к центральному компоненту, называемому концентратором (hub).

Слайд 19. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным компьютерам. Недостатком является значительное увеличение расхода кабеля, так как все компьютеры подключены к центральной точке. Если центральный компонент выйдет из строя, то нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер или кабель, то этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

Тип соединения «кольцо»

Компоненты локальной сети

Слайд 15. Для организации локальной сети необходимо установить в каждый ПК сетевую плату и соединить все компьютеры с помощью специального кабеля.

Слайд 16. Иногда необходимые для связи компьютеров компоненты уже установлены на системной плате и тогда отдельная сетевая плата не нужна. В этом случае гнездо для сетевого кабеля расположено на задней стенке системного блока.

Слайд 17,18,19. Слайд 20.

Общая скорость соединения в сети при использовании HUB определяется скоростью самой медленной сетевой платы. Для Switch скорость соединения любой пары компьютеров определяется скоростью самой медленной сетевой платы в паре (группе). Слайд 21.

Топология локальной сети

Первое к чему нужно приступать при изучении основ функционирования компьютерных сетей, это топология (структура) локальной сети. Существует три основных вида топологии: шина, кольцо и звезда.

Линейная шина

Кольцо

В данной топологии каждый из компьютеров соединен только с двумя участниками сети. Принцип функционирования такой ЛВС заключается в том, что один из компьютеров принимает информацию от предыдущего и отправляет её следующему выступая в роли повторителя сигнала, либо обрабатывает данные если они предназначались ему. Локальная сеть, построенная по кольцевому принципу более производительна в сравнении с линейной шиной и может объединять до 1000 компьютеров, но, если где-то возникает обрыв сеть полностью перестает функционировать.

Звезда

Топология звезда, является оптимальной структурой для построения ЛВС. Принцип работы такой сети заключается во взаимодействии нескольких компьютеров между собой по средствам центрального коммутирующего устройства (коммутатор или свитч). Топология звезда позволяет создавать высоконагруженные масштабируемые сети, в которых центральное устройство может выступать, как отдельная единица в составе многоуровневой ЛВС. Единственный минус в том, что при выходе из строя центрального коммутирующего устройства рушится вся сеть или её часть. Плюсом является то, что, если один из компьютеров перестаёт функционировать это никак не сказывается на работоспособности всей локальной сети.

Что такое MAC-адрес, IP-адрес и Маска подсети?

Прежде чем познакомиться с основными принципами взаимодействия сетевых устройств, необходимо подробно разобрать, что такое IP-адрес, MAC-адрес и Маска подсети.

Маска подсети – специальная запись, которая позволяет по IP-адресу вычислять адрес подсети и IP-адрес компьютера в данной сети. Пример записи маски подсети: 255.255.255.0. О том, как происходит вычисление IP-адресов мы рассмотрим чуть позже.

Что такое ARP протокол или как происходит взаимодействие устройств ЛВС?

Сетевой коммутатор и маршрутизатор (роутер)

Коммутатор содержит таблицу MAC-адресов устройств локальной сети непосредственно подключенных к его портам. Изначально таблица пуста и начинает заполняться при старте работы коммутатора, происходит сопоставление MAC-адресов устройств и портов, к которым они подключены. Это необходимо для того, чтобы коммутатор напрямую пересылал информационные пакеты тем участникам локальной сени, которым они предназначены, а не опрашивал все устройства ЛВС.

Маршрутизатор также имеет таблицу, в которую заносит IP-адреса устройств на основе анализа локальной сети. Роутер может самостоятельно раздавать IP-адреса устройствам ЛВС благодаря протоколу динамического конфигурирования узла сети (DHCP). Таблица маршрутизации позволяет роутеру вычислять наикратчайшие маршруты для отправки информационных пакетов между различными узлами ЛВС. Данные узлы (компьютеры) могут находиться в любом сегменте многоуровневой сети невзирая на архитектуру той или иной подсети. К примеру, маршрутизатор связывает локальную сеть с глобальной (интернет) через сеть провайдера.

Пример маршрутизации

Допустим, в таблице маршрутизации есть такая запись:

Сеть	Маска	Интерфейс
192.168.1.0	255.255.255.0	192.168.1.96

Роутер получает пакет, предназначенный для хоста с IP-адресом 192.168.1.96, после чего начинает обход таблицы маршрутизации и обнаруживает, что при наложении маски подсети 255.255.255.0 на IP-адрес 192.168.1.96 вычисляется сеть с IP-адресом 192.168.1.0. Пройдя строку до конца роутер находит IP-адрес интерфейса 192.168.1.96, на который и отправляет полученный пакет.

Как происходит вычисление IP-адреса сети и компьютера?

Для вычисления IP-адреса сети используется маска подсети. Начнем с того, что привычная для наших глаз запись IP-адреса представлена в десятеричном формате (192.168.1.96). На самом деле, сетевое устройство данный IP-адрес видит, как набор нолей и единиц, то есть в двоичной системе исчисления (11000000.10101000.00000001.01100000). Так же выглядит и маска подсети (255.255.255.0 -> 11111111.11111111.11111111.00000000).

IP-адрес назначения	192.168.1.96	11000000 10101000 00000001 01100000
Маска подсети	255.255.255.0	11111111 11111111 11111111 00000000
IP-адрес сети	192.168.1.0	11000000 10101000 00000001 00000000

Что получается? Какой бы у нас не был IP-адрес назначения (к примеру 192.168.1.96 или 192.168.1.54) при наложении на него маски подсети (255.255.255.0) будет получаться один и тот же результат (192.168.1.0). Происходит это из-за поразрядного (побитного) сравнения записей (1х1 = 1, 1х0 = 0, 0х1 = 0). При этом IP-адрес компьютера берётся из последней группы цифр IP-адреса назначения. Также стоит учитывать, что из общего диапазона адресов, в рамках одной подсети, доступно будет на два адреса меньше, потому что 192.168.1.0 – является IP-адресом самой сети, а 192.168.1.255 – служебным широковещательным адресом для передачи общих пакетов запросов.

Что такое NAT?

Принцип NAT заключается в следующем: при отправке пакета из ЛВС маршрутизатор подменяет IP-адрес локальной машины на свой собственный, а при получении производит обратную замену и отправляет данные на тот компьютер, которому они и предназначались.

Читайте также: