Локальные и глобальные компьютерные сети

Министерство  образования и науки Российской Федерации

      Воронежский Государственный Технический Университет

Естественно-гуманитарный факультет

Кафедра САПРИС 
 
 
 

Реферат

по дисциплине «Компьютерные технологии в науке  и образовании»

Тема: «Локальные и глобальные компьютерные сети» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Воронеж 2010 
Содержание

Введение            3

1 Основы компьютерных  сетей        4

1. Основные понятия          4

1.2 Основные компоненты  сети        5

2 Локальные компьютерные сети        7

2.1 Основы  ЛКС           7

2.2 Стандартные коммуникационные протоколы. Стеки протоколов         10

2.3 Базовые технологии ЛКС                14

2.4  Способы построения ЛКС               17

3 Сетевые технологии. Глобальные сети (WAN)            20

3.1 Глобальные сети с коммутацией каналов и пакетов           20

3.2 Структура и основные принципы построения Интернет           22

3.3 Способы доступа в Интернет               24

3.4 Адресация в сети Интернет               28

Заключение                  32

Список  литературы                 34

 

     Введение 

     В настоящее время компьютерные технологии получили широкое распространение  практически во всех областях деятельности человека. Менеджеры различных направлений, бухгалтеры, экономисты, инженеры-проектировщики, составители и хранители всевозможных  документов, журналисты и издатели, научные работники и многие другие повышают эффективность своей работы с помощью персональных ЭВМ. Для  этого применяются различные  компьютерные технологии.

     Информационные  технологии с применением автономно  работающей ПЭВМ значительно расширяют  интеллектуальные возможности пользователя. Однако более значительный эффект от использования ПЭВМ можно получить при объединении отдельных ПЭВМ организации, предприятия, фирмы и  др. в локальную компьютерную сеть, которая обеспечивает функционирование фирмы как единой слаженной системы. Локальные сети объединяют все службы фирмы, ускоряют документооборот, хранят необходимую информацию и предоставляют  ее работникам фирмы и др. Естественным продолжением тенденции развития информационных технологий являются компьютерные телекоммуникации и глобальные сети, обеспечивающие доступ пользователей к информационным ресурсам всей страны и выход в  мировое информационное пространство. Глобальные сети объединяют правительственные  учреждения, промышленные корпорации, университеты и колледжи, исследовательские  центры, коммерческие компании и общественные организации. Сейчас важнейшая роль в мировых телекоммуникациях  принадлежит, конечно же, Internet, которая охватывает практически все страны, содержит информацию обо всех сторонах человеческой деятельности, не знает пограничных и цензурных ограничений. В настоящее время компьютерные технологии получили широкое распространение практически во всех областях деятельности человека.

 

     

     1 Основы компьютерных сетей

1. Основные понятия

 

     Компьютерная  сеть - это совокупность компьютеров, которые могут осуществлять информационное взаимодействие друг с другом с помощью коммуникационного оборудования и программного обеспечения.

     Телекоммуникации - это передача и прием такой  информации как звук, изображение, данные и текст на большие расстояния по электромагнитным системам: кабельным  каналами; оптоволоконным каналам; радиоканалам и другим каналам связи.

       Телекоммуникационная сеть - это  совокупность технических и программных  средств, посредством которых  осуществляются телекоммуникации.

       К телекоммуникационным сетям  относятся: 

1. Компьютерные  сети (для передачи данных)

2. Телефонные  сети (передача голосовой информации)

3. Радиосети  (передача голосовой информации  - широковещательные услуги)

4. Телевизионные  сети (передача голоса и изображения  - широковещательные услуги)

     Компьютерные  сети создаются с целью доступа  к общесистемным ресурсам (информационным, программным и аппаратным), распределенным (децентрализованным) в этой сети. По территориальному признаку различают  локальные и территориальные (региональные и глобальные) компьютерные сети.

     Основное  отличие LAN от WAN состоит в качестве, использованных линий связи и в том, что в ЛКС существует только один путь передачи данных между компьютерами, а в WAN их множество (существует избыточность каналов связи). Так как линии связи в ЛКС более качественные, то скорость передачи информации в них гораздо выше, чем в WAN.

     Но  осуществляется постоянное проникновение  технологий LAN в WAN и наоборот, что  значительно повышает качество сетей  и расширяет спектр предоставляемых  услуг. Таким образом, различия между LAN и WAN постепенно сглаживаются. 

     1.2 Основные компоненты сети 

     Компьютерную  сеть можно представить многослойной моделью, состоящей из слоев:

- компьютеры;

- коммуникационное оборудование;

- операционные системы;

- сетевые приложения.

     В компьютерных сетях используются различные  типы и классы компьютеров. Компьютеры и их характеристики определяют возможности  компьютерных сетей.

     К коммуникационному оборудованию компьютерных сетей относятся: модемы, сетевые  карты, сетевые кабели и промежуточная  аппаратура сетей. К промежуточной  аппаратуре компьютерных сетей относятся: приемопередатчики или трансиверы (traceivers), повторители или репитеры (repeaters), концентраторы (hubs), мосты (bridges), коммутаторы, маршрутизаторы (routers), шлюзы (gateways).

     Для обеспечения взаимодействия программно-аппаратных комплексов в компьютерных сетях  были приняты единые правила или  стандарт, который определяет алгоритм передачи информации в сетях. В качестве стандарта были приняты сетевые  протоколы, которые определяют взаимодействие оборудования в сетях.

     Так как взаимодействие оборудования в  компьютерной сети не может быть описано  одним единственным сетевым протокол, то был применен многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия. В результате была разработана семиуровневая  модель взаимодействия открытых систем - OSI.

     Эта модель разделяет средства взаимодействия на семь функциональных уровней: прикладной, представительный (уровень представления  данных), сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.

     Набор протоколов, достаточный для организации  взаимодействия оборудования в сети, называется стеком коммуникационных протоколов. Наиболее популярным является стек - TCP/IP. Этот стек используется для связи  компьютеров в сети Internet и в корпоративных сетях.

     Протоколы реализуются автономными и сетевыми операционными системами (коммуникационными  средствами, которые входят в ОС), а также устройствами телекоммуникационного  оборудования (мостами, коммутаторами, маршрутизаторами, шлюзами).

     К сетевым приложениям относятся  различные почтовые прикладные программы (Outlook Express, The Bat, Eudora и другие) и браузеры - программы для просмотра веб-страниц (Internet Explorer, Opera, Mozzila Firefox и другие). К прикладным программам для создания сайтов относятся: Macromedia HomeSite Plus, WebCoder, Macromedia Dreamweaver, Microsoft FrontPage и другие приложения.

     Большой интерес представляет глобальная компьютерная сеть Интернет. Internet – это объединение транснациональных компьютерных сетей с различными типами и классами компьютеров и сетевого оборудования, работающих по различным протоколам и передающих информацию по различным каналам связи.

     Интернет - это мощное средство телекоммуникации, хранения и предоставления информации, ведения электронного бизнеса и  дистанционного (интерактивного или  он-лайн) обучения. 

 

     

     2 Локальные компьютерные сети

     2.1 Основы локальных компьютерных сетей 

     В настоящее время на предприятиях и в учреждениях нашли широкое  применение ЛКС, основное назначение которых обеспечить доступ к общесетевым (информационным, программным и аппаратным) ресурсам. Кроме того, ЛКС позволяют сотрудникам предприятий оперативно обмениваться друг с другом информацией.

     ЛКС применяются для решения таких проблемы как:

     Распределение данных. Данные в локальной сети хранятся на центральном ПК и могут  быть доступны на рабочих станциях. В связи с этим не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации;

     Распределение ресурсов. Периферийные устройства могут  быть доступны для всех пользователей  ЛВС. Такими устройствами могут быть, например, сканер или лазерный принтер;

     Распределение программ. Все пользователи ЛВС могут  совместно иметь доступ к программам, которые были централизованно установлены  на одном из компьютеров.

       Локальная компьютерная сеть (ЛКС) представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. В локальных сетях скорость передачи данных высока, протоколы в сравнении с протоколами глобальных сетей относительно просты, отсутствует избыточность каналов связи.

     Локальные сети в зависимости от административных взаимоотношений между ЭВМ разделяются  на:

- иерархические или централизованные;

- одноранговые.

     Локальные сети в зависимости от физических и логических взаимоотношений между  ЭВМ отличаются архитектурой (Ethernet, Token Ring, FDDI и т.д.) и топологией (шинная, кольцевая, звезда и т.д.).

     В локальных сетях реализуется  технология «клиент – сервер». Сервер – это объект (компьютер или  программа) который  предоставляет  сервисные услуги, а клиент –  это объект (компьютер или программа), который запрашивает сервер предоставить эти услуги.

     В одноранговых сетях сервер может быть одновременно и клиентом, т.е. использовать ресурсы другого ПК или того же ПК, которому он сам предоставляет ресурсы.

     Сервер  в иерархических сетях может  быть клиентом только сервера более  высокого уровня иерархии. Иерархические  сети называются сетями с выделенным сервером. Компьютеры, составляющие локальную  сеть, принято называть узлами. Каждый узел может представлять собой сервер или рабочую станцию.

     Одноранговая (одноуровневая) локальная сеть

     Одноранговая сеть – это сеть равноправных компьютеров (рабочих станций), каждый из которых имеет уникальное имя и пароль для входа в компьютер. Одноранговая сеть не имеют центрального ПК.  
 

     

     Рисунок 1 – Одноранговая локальная сеть 

     В одноранговой сети каждая рабочая станция может разделить все ее ресурсов с другими рабочими станциями сети. Рабочая станция может разделить часть ресурсов, а может вообще не предоставлять никаких ресурсов другим станциям. Например, некоторые аппаратные средства (сканеры, принтеры винчестеры, приводы CD-ROM, и др.), подключенные к отдельным ПК, используются совместно на всех рабочих местах.

     Каждый  пользователь одноранговой сети является администратором на своем ПК. Одноранговые сети применяются для объединения в сеть небольшого числа компьютеров – не более 10-15. Одноранговые сети могут быть организованы, например, с помощью операционной системы Windows 95, 98, 2000, Windows XP и другими ОС.

       Для доступа к ресурсам рабочих  станций в одноранговой сети необходимо войти в папку сетевое окружение, дважды щелкнув на пиктограмме Сетевое окружение и выбрать команду Отобразить компьютеры рабочей группы. После этого на экране будут отображены компьютеры, которые входят в одноранговую сеть, щелкая мышью на пиктограммах компьютеров можно открыть логические диски и папки с общесетевыми ресурсами.

     Иерархические (многоуровневые) локальные сети

     Иерархические локальные сети – локальные сети, в которых имеется один или  несколько специальных компьютеров  – серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями. Иерархические  локальные сети – это, как правило, ЛКС с выделенным сервером, но существуют сети и с невыделенным сервером. В сетях с невыделенным сервером функции рабочей станции и сервера совмещены. Рабочие станции, входящие в иерархическую сеть, могут одновременно организовать между собой одноранговую локальную сеть.