Компьютерные сети

Содержание

Слайд 2

Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединённых линиями связи: электрические кабели

Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединённых линиями связи:
электрические кабели
телефонная линия
оптоволоконный

кабель (оптическое волокно)
радиосвязь (беспроводные сети, WiFi)
Плюсы сетей в том, что все ресурсы исполь-зуются совместно, а также очень быстрый обмен информацией между пользователями.
Минусы – финансовые затраты и снижение безопасности.
Слайд 3

Основные понятия Сетевая компьютерная система ‒ это система, объединяющая в единый

Основные понятия

Сетевая компьютерная система ‒ это система, объединяющая в единый

комплекс средства ВТ, связи и каналы передачи данных. Служит для обеспечения коллективного использования данных, аппаратных и программных ресурсов.
Абонентами сети, т.е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети, могут являться отдельные ЭВМ и комплексы, терминалы, промышленные станки, роботы и т.д.
Рабочая станция ‒ любой компьютер, на котором установлена любая клиентская операционная система.
Станция ‒ аппаратура, выполняющая функции, связанные с приемом и передачей информации.
Слайд 4

Абонентская среда ‒ совокупность абонента и станции. Физически передающая среда ‒

Абонентская среда ‒ совокупность абонента и станции.
Физически передающая среда

‒ аппаратура передачи данных, линии связи и пространство распространения передающих сигналов.
Хост (основной компьютер) ‒ это точка (узел) соединения в сети. Часто этим термином обозначается любой компьютер или другое сетевое устройство.
Клиенты ‒ это компьютеры, программы или другие сетевые устройства, имеющие доступ к ресурсам сети.
Слайд 5

Классификация компьютерных сетей Проводные Беспроводные

Классификация компьютерных сетей
Проводные
Беспроводные

Слайд 6

Классификация компьютерных сетей: Проводные сети Беспроводные сети

Классификация компьютерных сетей:
Проводные сети
Беспроводные сети

Слайд 7

Проводные сети По размеру охваченной территории Персональная сеть Локальная сеть Городская

Проводные сети

По размеру охваченной территории
Персональная сеть
Локальная сеть
Городская сеть
Глобальная вычислительная сеть

По

типу сетевой топологии
Шина
Звезда
Кольцо
Решётка
Смешанная топология
Полносвязная топология
Слайд 8

Персональная сеть Персональная сеть - это сеть, построенная «вокруг» человека. Данные

Персональная сеть

Персональная сеть - это сеть, построенная «вокруг» человека.
Данные сети

призваны объединять все персональные электронные устройства пользователя.
К стандартам таких сетей в настоящее время относят Bluetooth.

Параметры :
Малое число абонентов.
Некритичность к наработке на отказ.
Узкий радиус действия.
Сеть должна поддерживать до 8 участников.
В силу того, что малое число абонентов - нет арбитража среды, то есть кто и как может работать с этой сетью никак не контролируется.

Слайд 9

Локальная вычислительная сеть Компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или

Локальная вычислительная сеть

Компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую

группу зданий.
Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники, оптические проводники и через радиоканал.
Проводные связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth.
Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь шлюзы с другими локальными сетями, а также быть частью глобальной вычислительной сети или иметь подключение к ней.
Слайд 10

Городская вычислительная сеть Городская вычислительная сеть (от англ. «сеть крупного города»)

Городская вычислительная сеть

Городская вычислительная сеть (от англ. «сеть крупного города») —

объединяет компьютеры в пределах города, представляет собой небольшую по размерам сеть.
Самым простым примером городской сети является система кабельного телевидения.
Слайд 11

Глобальная вычислительная сеть Компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в

Глобальная вычислительная сеть

Компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя

десятки и сотни тысяч компьютеров.
ГВС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.
Лучшим примером ГВС является Интернет, но существуют и другие сети, например FidoNet.
Слайд 12

Витая пара Два и более скрученных медных провода в защитной оболочке

Витая пара

Два и более скрученных медных провода в защитной

оболочке (Саt n).
Скручивание проводов уменьшает перекрёстные помехи: чем больше витков приходится на единицу длины, тем меньше влияние перекрёстных помех.
В сетевых технологиях исполь-
зуются экранированные (защита в
виде экрана для каждой пары и общий
внешний экран в виде сетки) и
неэкранированные витые пары.
Пример – телефонный провод.
Слайд 13

Режимы передачи данных по телефонным каналам связи симплексный – передача данных

Режимы передачи данных по телефонным каналам связи
симплексный – передача данных

осуществляется только в одном направлении;
полудуплексный – данные по каналу передаются как в прямом, так и в обратном направлении, но в разные временные интервалы;
дуплексный ‒ одновременная передача данных в прямом и обратном направлении.
Слайд 14

Коаксиальный кабель Название образовано из слов co – вместе и axial

Коаксиальный кабель

Название образовано из слов co – вместе и axial –

осевой, т.е. «вокруг одной оси» (RG n).
Медный сердечник (одножильный или многожильный), окружённый слоем изоляционного материала, металлическим экраном, который заземляется на одном из концов и служит для защиты передаваемого по сердечнику сигнала от внешних электромагнитных помех
Пример - телевизионный провод.

1894 г. Никола Тесла запатентовал электрический проводник

Слайд 15

Оптоволоконный кабель Пучок стеклянных или пластмассовых нитей, используется принцип переноса света

Оптоволоконный кабель

Пучок стеклянных или пластмассовых нитей, используется принцип переноса

света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Основные преимущества:
безопасность передаваемых данных; ;
по нему можно передавать сигналы
на большие расстояния, так как он меньше
подвержен затуханию и не чувствителен к электромагнитным помехам.
Слайд 16

Топология сети Топология – это способ описания конфигурации сети, схема расположения

Топология сети

Топология – это способ описания конфигурации сети, схема расположения

и соединения сетевых устройств.
Сети можно классифицировать по физической или логической топологии.
Физическая – определяет путь прокладки кабеля.
Логическая – означает путь, по которому сигнал проходит из одной точки сети в другую.
Слайд 17

Шинная топология Соединительный кабель, прокладывается от одного компьютера к другому в

Шинная топология

Соединительный кабель, прокладывается от одного компьютера к другому в виде

последовательной цепочки.
Все сигналы, передаваемые любым компьютером в сеть, идут по шине в обоих направлениях ко всем остальным компьютерам.
Большая часть сетей, построенных на коаксиальных кабелях (Ethernet), имеет шинную архитектуру.
Слайд 18

простота, малый расход кабеля легко подключать рабочие станции при разрыве шины

простота, малый расход кабеля
легко подключать рабочие станции

при разрыве шины сеть выходит

из строя
низкий уровень безопасности
один канал связи, передача по очереди
возможны конфликты (одновременная передача данных)
сложно искать неисправности (непонятно, кто "завесил" сеть)
длина шины ограничена (затухание сигнала)
Слайд 19

Звездообразная топология Использует отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального

Звездообразная топология

Использует отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства,

называемого хабом (switch) или концентратором (коммутатором).
Концентраторы служат центральной точкой соединения, бывают активные и пассивные.
Активные наиболее распространены и представляют собой повторители с несколькими выходами.
Слайд 20

В типичной звёздообразной топологии несколько компьютеров объединяются в сеть коммутатором. В

В типичной звёздообразной топологии несколько компьютеров объединяются в сеть коммутатором.
В коммутаторе

сигнал усиливается и передаётся на все порты.
Слайд 21

единый центр управления, конфликты невозможны высокий уровень безопасности (всё идет через

единый центр управления, конфликты невозможны
высокий уровень безопасности (всё идет через сервер)
на

каждой линии только 2 компьютера – проще обмен данными
все точки подключения собраны в одном месте (проще ремонт)
если сервер вышел из строя, сеть не работает
большой расход кабеля
ограничение количества клиентов (8 или 16)
размер ограничен
Слайд 22

Кольцевая топология Топология кольца функционально эквивалентна "шине", у которой концы соединены

Кольцевая топология

Топология кольца функционально эквивалентна "шине", у которой концы

соединены друг с другом.
Каждый компьютер соединен с двумя соседними через порты данных, и сигнал проходит по кругу в одном направлении.
Слайд 23

размер сети до 20 км при выходе из строя любого компьютера

размер сети до 20 км
при выходе из строя любого компьютера или

разрыве линии сеть не работает
низкая безопасность
скорость передачи данных падает при увеличении размеров сети
Слайд 24

Кольцевая топология в виде звезды

Кольцевая топология в виде звезды

Слайд 25

Топология , в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку. Каждое ребро

Топология , в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку.

Каждое ребро решётки параллельно её оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси.
При соединении обоих внешних узлов получается топология «кольцо». Двух- и трёхмерные решётки используются в архитектуре суперкомпьютеров.

Решётка

Высокая надежность

Сложность реализации

Слайд 26

Смешанные топологии Смешанной топологией называют топологию, объединяющую элементы двух или более стандартных топологий.

Смешанные топологии

Смешанной топологией называют топологию, объединяющую элементы двух или более стандартных

топологий.
Слайд 27

Решётка Понятие из теории организации компьютерных сетей. Это топология, в которой

Решётка

Понятие из теории организации компьютерных сетей. Это топология, в которой

узлы образуют регулярную многомерную решетку. При этом каждое ребро решетки параллельно ее оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси.
Одномерная «решётка» — это цепь, соединяющая два внешних узла (имеющие лишь одного соседа) через некоторое количество внутренних (у которых по два соседа — слева и справа). При соединении обоих внешних узлов получается топология «кольцо».
Двух- и трехмерные решетки используются в архитектуре суперкомпьютеров.


Высокая надежность
Сложность реализации

Слайд 28

По типу функционального взаимодействия Клиент-сервер Смешанная сеть Одноранговая сеть Многоранговые сети

По типу функционального взаимодействия
Клиент-сервер
Смешанная сеть
Одноранговая сеть
Многоранговые сети

По функциональному назначению
Сети

хранения данных
Серверные фермы
Сети управления процессом
Слайд 29

Сервер – это компьютер, который предоставляет свои ресурсы (данные, программные средства,

Сервер – это компьютер, который предоставляет свои ресурсы (данные, программные средства,

периферийное оборудование) другим компьютерам сети.
DHCP сервер – это протокол TCP/IP, автоматизирующий присвоение IP-адресов.
DNS сервер (Domain Name System) – представляет собой базу данных, которая обеспечивает преобразования доменных имён в числовые.
Слайд 30

Клиент-сервер Клиент посылает запрос с заданием выводит на экран ответ, полученный

Клиент-сервер

Клиент
посылает запрос с заданием
выводит на экран ответ, полученный от сервера
Сервер
принимает запросы

от клиентов и ставит их в очередь
выполняет задание
посылает ответ с результатами

вся обработка данных – на сервере
дешевле модернизация
меньше нагрузка на сеть (передаются только нужные данные)
защита устанавливается на сервере (в одном месте)
финансовые затраты
сложная настройка сервера

Слайд 31

Смешанные сети Смешанные (гибридные) сети сочетают в себе признаки как одноранговых

Смешанные сети

Смешанные (гибридные) сети сочетают в себе признаки как одноранговых сетей, так

и сетей, построенных по принципу «клиент-сервер». В смешанной сети узел, являясь сервером для одной части компьютеров, может одновременно быть клиентом другого сервера (или нескольких серверов).

Смешанная сеть - информационная сеть, построенная в результате интеграции территориальных и локальных сетей. Обычно смешанная сеть состоит из группы разнотипных сетей, соединенных друг с другом ретрансляцион-ными системами.

Слайд 32

Одноранговые сети Одноранговые, децентрализованные или пиринговые сети - это компьютерные сети,

Одноранговые сети

Одноранговые, децентрализованные или пиринговые сети - это компьютерные сети, основанные

на равноправии участников. В таких сетях отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Так сказать «С глазу на глаз».
Слайд 33

Многоранговые сети Это сеть, в состав которой входят один или несколько

Многоранговые сети

Это сеть, в состав которой входят один или несколько

выделенных серверов. Остальные компьютеры такой сети (рабочие станции) выступают в роли клиентов.
На серверах используется специальное системное обеспечение, которое отличается от системного программного обеспечения рабочих станций.
Слайд 34

В сетях соединение обеспечивают: Хабы (концентраторы) – дублируют полученные данные на

В сетях соединение обеспечивают:

Хабы (концентраторы) – дублируют полученные данные на все

порты.
Свитчи (коммутирующие хабы, коммутаторы) – передают полученные данные только адресату.
Слайд 35

Мост (bridge)- соединяет две локальные сети. Работает как свитч, но имеет

Мост (bridge)- соединяет две локальные сети. Работает как свитч, но имеет

свой процессор.
Маршрутизатор (router) - пересылает пакеты по специаль-ным правилам – таблицам маршрутизации (из локальной сети в Интернет). Определение кратчайшего пути, обход поврежденных участков.

Связи между сетями

Мост

Слайд 36

Беспроводные сети Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая создавать вычислительные

Беспроводные сети

Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью

соответствующие стандартам для обычных проводных сетей, без использования кабельной проводки.
Слайд 37

Беспроводная связь Каналы связи: радиосвязь, обычно до 100 м (11 Мбит/c,

Беспроводная связь

Каналы связи:
радиосвязь, обычно до 100 м (11 Мбит/c, 54 Мбит/с)
инфракрасное

излучение (5-10 Мбит/с)
инфракрасные лазеры (до 100 Мбит/с)
не нужно прокладывать кабель
удобно для пользователей с ноутбуками
дальняя связь – до нескольких тысяч километров
проблемы совместимости с другими радиоисточниками
низкая безопасность обмена данными
слабая помехозащищенность
Слайд 38

Дальняя беспроводная связь Точка-точка – объединение двух сегментов сети с помощью

Дальняя беспроводная связь

Точка-точка – объединение двух сегментов сети с помощью радиосвязи

(направленные антенны).
Звезда – объединение нескольких сегментов сети.
Слайд 39

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа

и не менее одного клиента.
Точка доступа передаёт свой идентификатор сети с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0.1 Мбит/с - наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi.
Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.
Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля.
Имеют ограниченный радиус действия.
Уменьшение производитель-ности сети во время дождя.
Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы.
Слайд 40

Телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших

Телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших

расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобиль-ных телефонов).
Слайд 41

WiMAX подходит для решения следующих задач: Соединения точек доступа Wi-Fi друг

WiMAX подходит для решения следующих задач:

Соединения точек доступа Wi-Fi друг

с другом и другими сегментами Интернета.
Предоставление высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.
Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.
WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi сетей.
Как и у всех беспроводных сетей скорость зависит от характеристик среды передачи.