на тему «Локальні мережі»
учень гімназії №7
ПЕРЕДАЧА ІНФОРМАЦІЇ МІЖ КОМП'ЮТЕРАМИ
Перехід до межкомпьютерного взаємодії (комп'ютерним мережам) характеризує якісний стрибок в передачі інформації, що забезпечує віддалене взаємодія комп'ютерів і спільне використання ресурсів комп'ютера всіма користувачами мережі.
Незалежно від того, як з'єднані між собою комп'ютери - за допомогою проводів, радіоканалу, оптоволоконного кабелю, передача інформації на великі відстані здійснюється не безпосередньо, а через групи комп'ютерів або інших допоміжних пристроїв.
В технології передачі даних використовують два принципово різних методу - комутації каналів і комутації пакетів.
При першому методі спочатку встановлюється весь шлях з'єднання - від відправника до одержувача. Після цього повернутий пакет сповіщає: можна почати передачу даних, всі канали шляху готові. По завершенні передачі зазначений шлях може бути розірваний.
Гідність методу полягає в простоті алгоритму і можливості обмінюватися як даними, так і промовою в цифровому вигляді.
Широке поширення різних моделей комп'ютерів в 70-х рр. ХХ ст. породило не тільки проблему сумісності комп'ютерів по програмному забезпеченню, а й проблему їх взаємодії (передачі інформації).
Рішення знайшлося - в середині 70-х IT. була створена Еталонна модель взаємодії відкритих систем »(OSI). Властивість відкритості забезпечує взаємодію різнотипних комп'ютерів між собою при точному виконанні в програмному забезпеченні комп'ютера універсальних угод, правил, званих протоколами.
Модель OSI розроблена Міжнародною організацією по стандартам (International Standardization Organization - ISO), яка регламентує комп'ютерне обладнання та передачу інформації по мережі. OSI являє собою семиуровневую мережеву модель програмного і апаратного забезпечення.
Рівень 1 - фізичний описує, як виходять пакети даних від вищого, канального, рівня, як їх перетворять в оптичні або електричні сигнали, в потік нулів і одиниць. Тут же знаходяться відомості про фізичному середовищі: типах кабелів і роз'ємах, розводці контактів в роз'ємах, схемою кодування сигналів і про відомого стандарті IEEE 8023 - Ethernet.
Рівень 2 - канальний забезпечує створення, передачу і прийом груп даних при прямому з'єднанні по каналу зв'язку. Він обробляє запити наступного, мережевого, рівня, використовуючи сервіс фізичного рівня для прийому і передачі пакетів.
Рівень 3 - мережевий забезпечує вибір маршруту переміщення пакетів через мережу.
Рівень 4 - транспортний реалізує процедури встановлення з'єднання, підтримки і розриву (завершення) з'єднання.
Рівень 5 - сеансовий відповідає за проведення сеансів обміну даними між машинами, в тому числі за продовження обміну після тривалого збою зв'язку.
Рівень 6 - рівень представлення забезпечує перетворення даних: кодування, компресію і т. П.
Рівні протоколів надбудовані один над іншим. Більш високий рівень використовує функції нижчого і надає свої можливості наступного рівня в схемі. Тому іноді рівні протоколів передачі даних називають стеком протоколів.
Мережі можна розділити на класи відповідно до величини. невеликі
мережі, в межах однієї будівлі, що поєднують від 2 до 300 комп'ютерів, які належать зазвичай одній організації (або однієї сім'ї), називаються локальними обчислювальними мережами. Мережі між установами в межах міста, що зв'язують багато локальних обчислювальних мереж, називаються міськими - MAN (Metropolitan Area Network). Глобальні мережі - WAN (Worldwide Area Network) об'єднують сотні, тисячі вузлів у багатьох країнах світу.
ПРИЗНАЧЕННЯ ЛОКАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ
Призначення всіх комп'ютерних мереж можна висловити двома словами: спільний доступ (або спільне використання). Насамперед мається на увазі спільний доступ до даних. Людям, які працюють над одним проектом, доводиться постійно використовувати дані, створювані колегами. Завдяки локальній мережі різні люди можуть працювати над одним проектом не по черзі, а одночасно.
Локальна мережа надає можливість спільного використання обладнання. Часто дешевше створити локальну мережу і встановити один принтер на весь підрозділ, ніж купувати по принтеру для кожного робочого місця. Файловий сервер мережі дозволяє забезпечити і спільний доступ до програм.
Устаткування, програми і дані об'єднують одним терміном: ресурси. Можна вважати, що основне призначення локальної мережі - спільний доступ до ресурсів.
У локальній мережі є також і адміністративна функція. Контролювати хід робіт над проектами в мережі простіше, ніж мати справу з безліччю автономних комп'ютерів. Якщо в навчальному класі є локальна мережа, то вона теж виконує адміністративну функцію, дозволяючи контролювати хід занять учнів.
Два комп'ютери, що працюють в операційній системі Windows 95 або Windows 98, можна з'єднати відрізком кабелю, підключеного до їх паралельним портам. У цьому випадку ніякого додаткового апаратного і програмного забезпечення такої «мережі» не потрібно. Роль апаратного з'єднання виконує стандартний паралельний порт, а все програмне забезпечення, необхідне для управління з'єднанням, вже є в операційній системі.
При прямому сполученні один з комп'ютерів призначається ведучим, а інший - веденим. З ведучого комп'ютера можна отримати доступ до всіх дисків і папок веденого комп'ютера, яким надано дозвіл на спільний доступ. Оператор ведучого комп'ютера може керувати передачею даних з одного комп'ютера на інший.
Перевагою прямого з'єднання є його простота (не потрібно ніякого додаткового апаратного і програмного забезпечення). Недоліком є порівняно низька швидкість передачі даних. Тому пряме з'єднання рідко застосовують в організаціях і установах, але широко використовують в побуті. Практично всі комп'ютерні ігри, розраховані на кілька учасників, можуть працювати в режимі прямого з'єднання.
ТОПОЛОГІЯ ЛОКАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ
Конфігурація локальної мережі називається топологією.
1. Найбільш простий вид топології - шина. У такій мережі всі комп'ютери підключені до одного кабелю.
2. На шину схожа і структура, яку називають кільце.
3. Для локальних мереж, заснованих на файловому сервері, може застосовуватися схема зірка.
4. Від схеми залежить склад обладнання і програмного забезпечення. Топологію вибирають, виходячи з потреб підприємства. Якщо підприємство займає багатоповерховий будинок, то в ньому може бути застосована схема сніжинка, в якій є файлові сервери для різних робочих груп і один центральний сервер для всього підприємства.
Локальні МЕРЕЖІ В ОРГАНІЗАЦІЯХ
Локальна мережа створюється для раціонального використання комп'ютерного обладнання і ефективної роботи співробітників. В даний час важко уявити собі фірму або навіть квартиру, де при наявності хоча б двох комп'ютерів вони не були б з'єднані в мережу. Мережа дозволяє пересилати файл з однієї машини на іншу, зберігати спільний архів (як правило, комп'ютери нерівноцінні, і у якогось з них дисковий простір більше) і робити роздруківки.
Застосування найбільш популярного однотипного обладнання з однотипними протоколами для зв'язування комп'ютерів на основі технології Ethernet спрощує інтеграцію в мережу нових машин. Хоча Ethernet з'явилася на початку 80-х рр. XX століття, однак широко застосовувати дану технологію стали тільки в кінці 80-х рр. коли Комітет IEEE 802.3 (Міжнародна організація по стандартизації) розробив стандарт 10BaseT. Даний стандарт змінив саму природу локальних мереж: стала використовуватися неекранована кручена пара.
Раніше між усіма машинами, пов'язаними в локальну мережу, проводився єдиний коаксіальний провід (дуже схожий на антенний телевізійний). Якщо він обривався, то з ладу виходила вся мережа. А коли в результаті аварії на провід потрапляло висока напруга (хоча б 220 В), зіпсованими виявлялися всі комп'ютери, що знаходяться в мережі. Такий провід називали тонкий Ethernet, на відміну від товстого Ethernet, який може використовуватися для виходу в міську інформаційну мережу.
MAN і WAN - територіально розподілені мережі, в них вилучені точки (локальні мережі) об'єднуються за допомогою швидкісних оптоволоконних каналів зв'язку. Волоконно-оптичні кабелі сьогодні впроваджуються всюди, впевнено витісняє своїх мідних попередників.
Якщо машини розосереджені по будівлі, то нераціонально використовувати один Hub (навіть якщо машин в мережі мало), так як прокладка проводів іноді вельми трудомістка. Проблему легко вирішити, розмістивши по Hub в кожній кімнаті і зв'язавши стоять в ній машини, а все Hub об'єднати потім з головним центральним Hub. Для будинку, коли треба зв'язати всього дві машини, Hub не потрібен, достатньо спеціального дроти.
Комп'ютерні мережі розрізняються за типом: однорангові і типу «клієнт-сервер». Тимчасова мережа побудована на рівноправних комп'ютерах, кожен з них може використовувати ресурси іншого. У мережах з великою кількістю користувачів небажано, щоб всі користувачі отримували доступ до всіх комп'ютерів мережі. Саме тому однорангові мережі більше підходять для невеликих груп, що працюють над одним проектом.
Більш популярні мережі типу «клієнт - сервер». При поділі програм на клієнтську і серверну частини вдається краще використовувати продуктивність настільних комп'ютерів, які нераціонально застосовувати в якості простого терміналу. Такий підхід дає можливість перевести додатки з головних комп'ютерів - мейнфреймів (англ, main-frame) в системи, засновані на локальних мережах. Програма, яка використовується на машині користувача, менше навантажує мережу передачею даних. Так, програми-навігатори Інтернету, наприклад Internet Ехр1огег, не турбують мережу, поки людина розглядає сторінки, завантажені з мережі.
Сучасні локальні мережі можуть бути побудовані без використання проводів. Це стало можливим завдяки використанню технології бездротової передачі даних Bluetooth. Пристрої, що використовують стандарт Bluetooth, працюють в діапазоні частот від 2,4 до 2,4835 ГГц, цей діапазон називається ISM (IndustrialScientificMedical), тобто промисловий, науковий і медичний і є неліцензованому, може вільно використовуватися всіма бажаючими. Технологія використовує FHSS - стрибкоподібну перебудову частоти (1600 стрибків / с) з розширенням спектра. При роботі передавач переходить з однієї робочої частоти на іншу по псевдовипадковому алгоритму. Пристрої стандарту Bluetooth, здатні з'єднуватися один з одним, формуючи маленькі локальні мережі, в кожну з яких може входити до 256 пристроїв. При цьому один з пристроїв є провідним (Master), ще сім - веденими (slave), а інші знаходяться в черговому режимі. Радіус дії складає до 100 м.
Коли вартість вінчестерів була велика і встановлювати їх на кожен комп'ютер було нерентабельно, використовувалися мережеві операційні системи. Подібні системи вміли поєднати кілька персональних комп'ютерів, забезпечивши спільне використання невеликої кількості даних і основних додатків. Завантаження операційної системи здійснювалася з центральної машини. Мережеві ОС нагадували центри колективного користування, коли термінали підключені до однієї машини. Як терміналів виступали персональні комп'ютери, так і «інтелект» терміналів був істотно вище, тому що програми виконувалися нема на центральній машині, а на комп'ютері користувача. Найбільш успішно мережеві ОС застосовувалися при навчанні в університетах, так як, з одного боку, студенту не потрібно особливо великих комп'ютерних ресурсів, з іншого - мережевий ОС зручно управляти. Сьогодні мережеві операційні системи повинні робити все: працювати зі старими файловими системами і одночасно обробляти додатка «клієнт - сервер». Найпоширенішою мережевий ОС є NovellNetware.