Назначение всех видов компьютерных сетей определяется функциями

Обновлено: 06.07.2024

Понятие компьютерной сети.

Хранение и обработка данных
Организация доступа пользователей к данным
Передача данных и результатов обработки пользователям

Эффективность решения перечисленных задач обеспечивается:

Дистанционным доступом пользователей к аппаратным, программным и информационным ресурсам
Высокой надежностью системы
Возможностью оперативного перераспределения нагрузки
Специализацией отдельных узлов сети для решения определенного класса задач
Решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети
Возможностью осуществления оперативного контроля всех узлов сети (1)

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью:

совместное использование информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах;
одновременная работа с документами. и программами;
совместное использование принтеров и других периферийных устройств.(2)

Назначение компьютерных сетей

При использовании компьютеров часто возникает проблема передачи данных с одного компьютера на другой.

Передать данные можно при помощи внешних носителей — дискет, компакт-дисков, переносных жестких дисков и других носителей. Однако этот способ хорош, если мы обмениваемся данными между двумя, да еще расположенными недалеко друг от друга, например, в одной комнате, и обмениваться информацией надо редко. А если компьютеров много и расположены они в разных комнатах 20-этажного здания или в разных концах города, а обмен данными между компьютерами должен быть частным? Тогда компьютеры надо соединить между собой, например, кабелем.

Если соединить два компьютера, то получится простейшая компьютерная сеть:

Теперь для передачи данных с одного компьютера на другой не требуется внешних носителей. Данные передаются быстро, в любом объеме и в любое время. (3)

Компьютерные сети — это системы компьютеров, объединенных каналами передачи данных, обеспечивающие эффективное предоставление различных информационно-вычислительных услуг пользователям посредством реализации удобного и надежного доступа к ресурсам сети.

Информационные системы, использующие возможности компьютерных сетей, обеспечивают выполнение следующих задач:

хранение и обработка данных;

организация доступа пользователей к данным;

передача данных и результатов обработки данных пользователям.

Эффективность решения перечисленных задач обеспечивается:

дистанционным доступом пользователей к аппаратным, программным и информационным ресурсам;

высокой надежностью системы;

возможностью оперативного перераспределения нагрузки;

специализацией отдельных узлов сети для решения определенного класса задач;

решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети;

возможностью осуществления оперативного контроля всех узлов сети.

Основные показатели качества компьютерных сетей включают следующие элементы: полнота выполняемых функций, производительность, пропускная способность, надежность сети, безопасность информации, прозрачность сети, масштабируемость, интегрируемость, универсальность сети.

Виды компьютерных сетей

Компьютерные сети, в зависимости от охватываемой территории, подразделяются на:

локальные ( ЛВС , LAN — Local Area Network);

региональные (PBC, MAN — Metropolitan Area Network);

глобальные ( ГВС , WAN — Wide Area Network).

В локальной сети абоненты находятся на небольшом (до 10-15 км) расстоянии друг от друга. К ЛВС относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов, корпораций и т. д.

РВС связывают абонентов города, района, области. Обычно расстояния между абонентами РВС составляют десятки-сотни километров.

Глобальные сети соединяют абонентов, удаленных друг от друга на значительное расстояние, часто расположенных в различных странах или на разных континентах.

По признакам организации передачи данных компьютерные сети можно разделить на две группы:

В последовательных сетях передача данных осуществляется последовательно от одного узла к другому. Каждый узел ретранслирует принятые данные дальше. Практически все виды сетей относятся к этому типу.

В широковещательных сетях в конкретный момент времени передачу может вести только один узел, остальные узлы могут только принимать информацию.

Топологии компьютерных сетей

Топология представляет физическое расположение сетевых компонентов (компьютеров, кабелей и др.). Выбором топологии определяется состав сетевого оборудования, возможности расширения сети, способ управления сетью.

Существуют следующие топологии компьютерных сетей:

шинные (линейные, bus);

кольцевые (петлевые, ring);

радиальные (звездообразные, star);

Практически все сети строятся на основе трех базовых топологий: топологии "шина", "звезда" и "кольцо". Базовые топологии достаточно просты, однако на практике часто встречаются довольно сложные комбинации, сочетающие свойства и характеристики нескольких топологий.

В топологии "шина", или "линейная шина" (linear bus), используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены все компьютеры сети (рис. 1). Эта топология является наиболее простой и распространенной реализацией сети.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, производительность сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, тем медленнее сеть.

Зависимость пропускной способности сети от количества компьютеров в ней не является прямой, так как, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество других факторов: тип аппаратного обеспечения, частота передачи данных, тип сетевых приложений, тип сетевого кабеля, расстояние между компьютерами в сети.

Рисунок 1. Сеть с шинной топологией

"Шина" является пассивной топологией — компьютеры только "слушают" передаваемые по сети данные, но не передают их от отправителя к получателю. Выход из строя какого-либо компьютера не оказывает влияния на работу всей сети. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы с последующей передачей их по сети.

Основой последовательной сети с радиальной топологией (топологией "звезда") является специальный компьютер — сервер, к которому подключаются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через сервер, в задачи которого входит ретрансляция, переключение и маршрутизация информационных потоков в сети (рис. 2). Такая сеть является аналогом системы телеобработки, в которой все абонентские пункты содержат в своем составе компьютер.

Рисунок 2. Сеть с топологией "звезда"

Недостатками такой сети являются: высокие требования к вычислительным ресурсам центральной аппаратуры, потеря работоспособности сети при отказе центральной аппаратуры, большая протяженность линий связи, отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации. Если выйдет из строя рабочая станция (или кабель, соединяющий ее с концентратором), то лишь эта станция не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные рабочие станции в сети этот сбой не повлияет.

При использовании топологии "кольцо" компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо (рис. 3). Сигналы передаются в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Каждый компьютер является повторителем, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Рисунок 3. Сеть с кольцевой топологией

Способ передачи данных по кольцевой сети называется передачей маркера. Маркер последовательно, от компьютера к компьютеру, передается до тех пор, пока его не получит тот компьютер, который должен передать данные. Передающий компьютер добавляет к маркеру данные и адрес получателя и отправляет его дальше по кольцу.

Техническое обеспечение компьютерных сетей

Техническое обеспечение компьютерных сетей включает следующие компоненты:

серверы, рабочие станции;

каналы передачи данных;

интерфейсные платы и устройства преобразования сигналов;

маршрутизаторы и коммутационное оборудование.

Рабочая станция — компьютер, через который пользователь получает доступ к ресурсам сети. Часто рабочую станцию, так же как и пользователя сети, называют клиентом сети.

Сервер — это предназначенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам. Сервер работает под управлением сетевой операционной системы. Наиболее важным требованием, которое предъявляется к серверу, является высокая производительность и надежность работы.

Сервер приложений — это работающий в сети компьютер большой мощности, имеющий программное обеспечение (приложения), с которым могут работать клиенты сети.

Службы Интернета

Служба — это пара программ, взаимодействующих между собой согласно определенным правилам, протоколам. Одна из программ этой пары называется сервером, а вторая — клиентом. При работе служб Интернета происходит взаимодействие серверного клиентского оборудования и программного обеспечения.

Служба World Wide Web (WWW). Это самая популярная служба современной сети Интернет. Основу службы WWW составляют три технологии: гипертекст, язык разметки гипертекста — HTML (Hypertext Markup Language), универсальный адрес ресурса.

Гипертекст — это организация текстовой информации, при которой текст представляет собой множество фрагментов с явно указанными ассоциативными связями между этими фрагментами.

Основная идея гипертекстовых технологий заключается в том, что поиск документальной информации происходит с учетом множества взаимосвязей, имеющихся между документами, а значит более эффективно, чем при традиционных методах поиска.

Доступ к информации осуществляется не путем последовательного просмотра текста, как в обычных информационно-поисковых системах, а путем движения от одного фрагмента к другому.

University/Faculties/Femp/index.htm — спецификация файла index.htm.

Указывается путь к интересующему нас файлу в файловой системе компьютера и имя этого файла. В этой части адреса может быть помещена и другая информация, отражающая, например, параметры запроса пользователя и обрабатывающей запрос программы. Если спецификация файла не указана, то пользователю буден выдан файл, по умолчанию назначенный для представления сервера (сайта).

Служба передачи файлов (FTP). Необходимость в передаче файлов возникает при приеме файлов программ, при пересылке крупных документов, а также при передаче больших по объему архивных файлов.

Основы HTML

Служба World Wide Web (WWW или Web) представляет собой миллионы связанных между собой документов — Web-страниц.

Web-страница — это документ (например, текстовый), размеченный с помощью специальных элементов HTML — тегов, или html-тегов, языка. Такие страницы часто называют html-страницами. Они имеют расширение .html или .htm. Например: about.html или about.htm

Специальные программы — браузеры служат для интерпретации html-тегов и отображения содержимого Web-страниц. На экран html-теги не выводятся, они только указывают браузеру, как отображать содержимое документа.

Для просмотра html-кода в браузере необходимо в верхнем меню браузера Internet Explorer найти пункт Вид/Просмотр HTML-кода .

Иными словами, в браузер встроен интерпретатор языка HTML. Интерпретаторы, встроенные в различные браузеры, работают неодинаково, и одна и та же html-страница может отображаться в них по-разному.

Что же такое HTML — Hyper Text Markup Language ? Это язык гипертекстовой разметки, разработанный специально для создания Web-документов. Отметим два важных момента:

1) HTML не является языком программирования! В нем нет логических последовательностей. Это именно язык разметки документов (текста).

2) HTML определяет логическую структуру документа.

Существует два способа формирования HTML-документа. Первый состоит в разметке документа вручную. Для этого можно использовать текстовый редактор, например Блокнот. Второй способ предполагает использование специальных редакторов для языка HTML, например FrontPage Express, HomeSite. Этот способ проще освоить, т.к. он не требует знания языка HTML.

Разметка документа осуществляется с помощью тегов (англ. tag — отметка ).

Все документы HTML имеют одну и ту же структуру. Документ всегда должен начинаться с тега и заканчиваться соответствующим закрывающим тегом .

Заголовок документа

Тело документа

По структуре видно, что документ состоит из двух частей – заголовка и тела (пары тегов … и … соответственно). В заголовке документа размещается некоторая информация о документе. В нашем случае это будет название документа. Оно выделяется тегами ….

Содержание документа размещается в теле документа. Заголовок первого уровня (Главы) выделяется тегами

Заголовки последующих уровней (параграфы, пункты, подпункты и т.п.) выделяются тегами и , где x – числа 2, 3,… При отображении Web-обозревателем эти заголовки показываются при помощи шрифтов разного размера.

Для создания абзаца недостаточно нажать на клавишу ENTER. Язык HTML рассматривает символ конца строки, как обычный пробел. Поэтому текст, являющийся абзацем, помещается между тегами

. Закрывающий тег является необязательным. Язык HTML не содержит средств для создания красной строки, поэтому при отображении на экране абзацы разделяются пустой строкой.

Теги html бывают двух типов — контейнерные и одиночные — и заключаются в угловые скобки <Имя_тега>

Контейнерные теги состоят из пары — открывающий и закрывающий тег. Перед именем закрывающего тега необходимо ставить косую черту "/" ( прямой слэш ). <Имя_тега> Содержимое, обрабатываемое данным тегом Имя_тега>.

Одиночный тег состоит только из открывающего и не требует закрывающего.

Главное преимущество HTML состоит в его способности связываться с другими документами с помощью ключевых слов, являющихся гипертекстовыми ссылками (гиперссылками). Описывается ссылка на другой документ следующим образом:

< A HREF =” имя файла ”> Текст, который будет служить как обращение к другому документу A >.

ТАБЛИЦА 1. Основные HTML -теги

<Начало>………….Конец программы на HTML >

Настройка цвета бумаги и цвета текста

соответственно - H2. H6.

Используются для создания заголовков текста. Существует шесть уровней заголовков, различающихся величиной шрифта. С их помощью можно разбивать текст на смысловые уровни - разделы и подразделы.

Установлен шрифт черного цвета

Увеличить размер шрифта на 2 пункта

< Жирный шрифт >…………. Закрыть >

< Подчеркнутый шрифт >…………. Закрыть >

< Зачеркнутый шрифт >…………. Закрыть >

< Шрифт телетайп >…………. Закрыть >

< Шрифт курсив >…………. Закрыть >

< Верхний индекс символов >…………. Закрыть >

< Нижний индекс символов >…………. Закрыть >

< Центрирование текста >…………. Закрыть >

<Выравнивание текста по левому краю>………….Закрыть>

<Выравнивание текста по правому краю>………….Закрыть>

< Бегущая строка >…………. Закрыть >

Перейти на новую строку, не начиная нового абзаца

Разделительная горизонтальная линия

Подчеркнуть Надпись линией шириной – WIDTH=…% и толщиной SIZE =…

Создание маркированного списка, тип маркера - диск

Начало строки маркированного списка

Отмена маркированного списка

Задание нумерованного списка

Загрузка фона страницы из графического файл FON . gif

Объявление таблицы с шириной бордюра = 2 и бордюром ячеек = 1

Объявление строки таблицы.

Создает новый ряд (строку) ячеек таблицы. Ячейки в ряду создаются с помощью элементов TD и TH

Объявление ячейки таблицы. Текст – нормальный шрифт

Загрузка картинки с именем name . bmp

Загрузка картинки с выравниванием - ALIGN и масштабированием - WIDTD , HEIGHT

Компьютерная сеть представляет собой систему распределенной обработки информации, которая состоит как минимум из двух компьютеров. Во время распределения информации эти компьютеры взаимодействуют между собой с помощью специальных средств связи.

Если между собой с целью обмена данными соединены два компьютера, то такое соединение называется прямым. Для того чтобы создать прямое соединение компьютеров, которые работают в операционной системе Windows, не нужно какого-либо специального аппаратного или программного обеспечения. В таком случае в качестве аппаратных средств используют стандартные порты ввода/вывода. Они могут быть последовательными или параллельными. А в качестве программного обеспечения пользователь применяет стандартное средство, имеющееся в составе операционной системы:

Пуск =>
Программы =>
Стандартные =>
Связь =>
Прямое кабельное соединение.

Абонент сети может передавать по установкам любые виды данных:

звуковые дорожки;
программы для электронно-вычислительной машины (ЭВМ) в машинных кодах;
изображения;
текстовые документы с различным уровнем кодировки символов.

Отметим, что каждая компьютерная сеть без исключения имеет одну основную функцию — обеспечить пользователю совместный доступ к общим ресурсам.

Ресурсы компьютерных сетей делятся на три типа:

аппаратные ресурсы;
программные;
информационные.

Основные функции, которые реализует компьютерная сеть

Обеспечивает создание и активное функционирование единого информационного пространства. В полноценной работе это пространство способно охватить и применять для всех пользователей всю имеющеюся информацию, вне зависимости от того, когда она была создана, под какими типами хранения и обработки данных, каким образом происходило распараллеливание, как осуществляется контроль выполнения работ и обработка данных.
Повышает достоверность информации и надежности ее хранения. Такие действия в компьютерной сети происходят прежде всего путем создания устойчивой к сбоям и потери информации вычислительной системы. Еще одной мерой, которая позволяет повысить надежность хранения пользовательской информации, является создание архивов данных.
Обеспечивает эффективную систему накопления, хранения и поиска информации. На предприятиях или в компаниях эти данные могут быть технологическими, технико-экономическими и финансово-экономическими, хранить в себе информацию по текущей работе и/или прежних наработках. Этот вопрос решается путем создания глобальной базы данных.
Обрабатывает документы и выстраивает системы анализа. Построение системы происходит на базе этой обработки. Проводят ее для формирования отчетов или принятия оптимального решения.
Обеспечивает прозрачный доступ к информации. Доступ может осуществлять любой авторизованный пользователь, но в соответствии с теми правами и привилегиями, которые ему предоставило начальство.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Возможности компьютерных сетей

На сегодняшний день локальные вычислительные сети (ЛВС) получили очень широкое распространение среди пользователей по всему миру. Они способствуют объединению компьютеров в сеть, что позволяет уменьшить затраты на содержание ПК, а это значительно экономит ваш бюджет. Это происходит следующим образом: для налаживания контакта между компьютерами достаточно просто иметь определенное дисковое пространство на файл-сервере.

Файл-сервер — главный компьютер сети.

На этом сервере должны быть установлены программные продукты, которые смогут использовать несколько рабочих станций.

Предназначение локальной сети:

оптимизировать рабочий процесс;
наладить дистанционный обмен данными;
настроить совместное использование всех видов оргтехники;
интернет-коннектинг (общение);
возможность удаленного администрирования;
экономия;
игры;
безопасность обмена данными;
пользовательский комфорт и многое другое.

Из количества функций можно сделать очевидный вывод — локальная компьютерная сеть является достаточно полезным инструментом в любой сфере деятельности.

У локальной сети есть несколько критериев и именно по ним можно сделать вывод, насколько эффективной является ее работа:

Скорость (пропускная способность) — показывает насколько быстро происходит передача пользовательских данных по сети.
Стоимость — показатель полной стоимости компонентов сети, затраты на ее установку и поддержку.
Защищенность — показывает насколько защищена сама сеть и информация, которая в ней передается.
Доступность — этот показатель отражает то, насколько сеть будет доступна для использования.
Масштабируемость (расширяемость) — показывает насколько легко сеть может обслуживать определенное количество пользователей и как она способна передавать большое количество данных.
Надежность — показывает надёжность маршрутизаторов, коммутаторов, персональных компьютеров сети, которые комплектуют сеть и измеряют возможность аварий.
Физическая топология — правильное расположение кабелей, сетевых устройств и систем;
Логическая топология – правильные пути сигналов, которые передаются по сети.

Заключение

Компьютерная сеть — это совокупность соединенных между собой устройств, которые осуществляют обмен данными внутри сети. В современном информационном пространстве разделяют 4 категории физических компонентов сети:

компьютер;
коммутаторы;
interconnections;
маршрутизаторы.

Ресурсы, которые сеть использует совместно, - это данные, приложения, устройства поддержки и хранения информации, периферийное оборудование. Наиболее распространенными сетевыми приложениями являются:

Компьютерная сеть — это группа (два и более) компьютеров, соединенных каналами передачи данных.

Компьютерные сети обеспечивают:

— быстрый обмен данными;

— совместное использование ресурсов (сканеров, модемов, принтеров и т. д.);

— совместное использование программного обеспечения и баз данных;

— совместную работу пользователей над некоторым заданием и проектом;

— возможность удаленного управления компьютерами.

В зависимости от выполняемых в сети функций различают компьютеры-серверы и компьютеры-клиенты:

Сервер — это компьютер, предоставляющий доступ к собственным ресурсам или управляющий распределением ресурсов сети.
Клиент-компьютер, использующий ресурсы сервера.

По территориальному признаку сети разделяются на локальные и глобальные. Локальные сети — это сети, состоящие из близко расположенных компьютером (сеть здания, помещения и т. д.).

Глобальные сети — это сети, охватывающие большие территории и включающие большое число компьютеров.

По архитектуре различают: одноранговые сети и сети с выделенным сервером.

Одноранговые сети — это сети, в которых каждый может представлять свои ресурсы другим компьютерам сети и использовать другие.

Сети с выделенным сервером — это сети, в которых один или несколько компьютеров являются серверами, а все остальные — клиентами.

Компьютерные сети могут разделяться по скорости передачи данным. Пропускная способность сети — это максимальное количество бит, которые могут быть переданы за одну секунду.

Давайте рассмотрим локальные сети. Во многом большинство характеристик локальных сетей определяется конфигурацией или топологией сетей. Топология — это конфигурация сети, способ соединения ее элементов друг с другом.

Чаще всего используются следующие топологии сетей:

Шинная топология. Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю.
Кольцевая топология. Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому.
Радиальная топология. Каждый компьютер через специальные сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству.
Древовидная топология. Образуется соединением между собой несколькими звездообразных топологий.

Локальные сети ориентированы прежде всего на сравнительно небольшое количество компьютеров.

Что же касается глобальных сетей, то она ориентирована на обслуживание неограниченного круга пользователей. Самый впечатляющий пример глобальной сети — это ИНТЕРНЕТ.

Интернет — это глобальная сеть, в которой многочисленные научные, корпоративные, государственные и другие сети, а также персональные компьютеры отдельных пользователей соединены между собой каналам передачи данных.

Основной аппаратной структурой сети Интернет можно считать мощные компьютеры (узлы) и связывающие их высокоскоростные магистральные каналы передачи данных. Организации, имеющие в собственности и обслуживающие такое оборудование, называются провайдерами.

За каждым компьютерным узлом в Интернете закреплён постоянный адрес, называемый IP-адресом. Давайте рассмотрим технологию IP- адресации.

Такие адреса получают и пользователи сети Интернет, но в отличии от адресов узлов они действуют только во время подключения пользователя к сети и изменяются при каждом новом сеансе.

IP-адрес представляет собой 32-битный идентификатор, например:

Так как человеку сложно воспринимать такую длинную строку, ее делят на 4 равные части:

Чтобы пользователи было еще удобнее работать с IP-адресом каждую часть переводят в 10-ую систему счисления:

Таким образом число в IP-адресе не может превышать 255.

Мы говорили уже о том, что Интернет представляет собой сеть сетей, поэтому технология IP-адресов учитывает этот факт следующим образом:

Любой IP адрес состоит из двух частей: IP-адрес сети и IP-адрес узла этой сети. При этом деление адреса на части происходит с помощью маски — 32-битным числом, в двоичной записи которого сначала стоят единицы, потом — нули. Первая часть IP- адреса, соответствующая единичным битам маски, относится к адресу сети, а вторая, соответствующая нулям маски, — определяет числовой адрес узла сети. Адрес сети получается в результате поразрядной конъюнкции к IP адреса узла и маски.

Напомним, Конъю́нкция — логическая операция, по своему применению максимально приближённая к союзу "и". Пример:

Пусть дан IP-адрес узла 217.9.142.131 и с помощью маски 255.255.192.0 надо получить IP-адрес сети.

Сначала переведем IP-адрес узла и маски в двоичный вид и произведен поразрядную конъюнкцию:

При этом часть IP-адреса сети, соответствующая единицам в маске, указывает на IP-адрес сети, к которой привязана сеть, а часть, соответствующая нулям, отдается на нумерацию компьютеров пользователей этой сети.

Желтым цветом выделена часть IP-адреса сети, указывающей на узел, а зеленым — на нумерацию пользователей.

Таким образом на нумерацию пользователей такой IP-адрес сети выделяет 14 бит, при этом два адреса из них не используется (адрес сети и широковещательный) А значит она позволяет пользоваться одновременно 16382 компьютера.

Список обязательной и дополнительной литература для углубленного изучения темы

— Босова Л. Л., Босова А. Ю. Информатика. 11 класс. Базовый уровень. — М.: БИНОМ, 2016

— Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 7—9 классов/ М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005

— Семакин И. Г., Е. К. Хеннер. Информатика и ИКТ. 10—11 класс/ М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008

— К. Ю. Поляков, Е. А. Еремин. Информатика. 11 класс. Базовый и углубленный уровни: учебник в 2 ч. Ч. 1 / М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016

Читайте также: