Основы компьютерной коммуникации

 

Федеральное агентство по образованию

ПГУ им. Ломоносова

Гуманитарный  факультет

Кафедра социологии 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

Основы  компьютерной коммуникации 
 
 
 
 

Выполнила:

студентка I курса  16 группы

Окатова А.О. 

Проверил:

Крылов  А.С 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

г. Архангельск

2009

Содержание

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

     Лет 30 назад ЭВМ были громоздки, дороги и организации не могли обеспечить всех своих служащих ЭВМ индивидуального пользования. Приходилось совместно использовать центральное процессорное устройство (ЦПУ), к которому подключались терминалы (в английском варианте dumd - ‘немой’, т.к. терминалы служат только устройством ввода-вывода, а сами никаких вычислительных операций не производят). Так возникли сети...

       На  следующем этапе, после удешевления  процессоров и развития полупроводниковых  технологий компьютеры появились на индивидуальных рабочих местах. Наступила  эра ПК. Однако автономные, не соединенные вместе ПК, не обеспечивают непосредственного доступа к данным всей организации, не позволяют совместно пользоваться информацией и программами. ПК объединяют в локальные вычислительные сети (ЛВС, LAN - Local Area Network). Небольшие быстрые сети в пределах, как правило, одного здания (территории), объединяющие до сотни компьютеров, называются локальными.  Для объединения ПК в локальную сеть не нужно использовать телефонные линии; компьютеры расположены достаточно близко друг от друга и соединяются кабелем.

Типы  локальных сетей

       ЛВС можно разделить на одноранговые и сети типа “клиент-сервер”.

       а) Одноранговая сеть объединяет равноправные компьютеры, каждый из которых может использовать ресурсы другого компьютера. Например, сидя за одним компьютером можно редактировать файлы, расположенные на  другом компьютере, печатать их принтере, подключенном к третьему, и запускать программы на четвертом.

       Недостатки  этих сетей - это продолжение их достоинств. В сетях с большим количеством  пользователей обычно нежелательно, чтобы все пользователи получали доступ ко всем компьютерам сети. Поэтому одноранговые сети больше всего подходят для небольших групп, работающих над одним проектом. Одна из популярных сетевых операционных систем такого типа Windows for Workgroups. С помощью Windows 95, так же можно организовать одноранговую сеть.

       Операционная  система в одноранговой сети должна обеспечивать параллельную работу нескольких процессов (например: вы работаете с  текстовым редактором, а кто-то в  это время копирует файлы с  вашего ПК) на одном компьютере. Идеальный пример такой операционной системы - UNIX. Одноранговые сети существуют и в системе MS DOS - это LANtastic, NetWare Lite  и др. Правда, такие сети в системе DOS менее надежны, потому что DOS не многозадачная система.

       б) Наиболее популярны сети типа “КЛИЕНТ - СЕРВЕР”. Основные компоненты  сетей этого типа:

       СЕРВЕР - это компьютер, который предоставляет  в сеть свои ресурсы или обеспечивает выполнение определенных услуг, управляет  работой сети. Самый распространенный тип сервера - это файловый сервер, обеспечивающий хранение и использование большого числа файлов. Бывают серверы печати, почтовые серверы, серверы баз данных и др. Чаще всего сервер совмещает несколько функций – например, файловый и почтовый сервер одновременно.

       КЛИЕНТ - это компьютер (рабочая станция), который пользуется услугами сервера. Данный ПК должен быть снабжен сетевой  платой и физически подсоединен (например, кабелем) к серверу. Как  правило, к клиенту сети нет доступа  со стороны других клиентов. Любой сбой, “зависание” при работе сервера может иметь катастрофические последствия для пользователей. В идеале на сервере не должно быть кнопки выключения питания (чтобы невозможно было случайно нажать на нее), клавиатура и экран тоже не обязательны. Доступ к серверу ограничивается небольшим кругом лиц - обычно это администратор и оператор сети. Сервер, как правило, работает круглосуточно.

       Одной из характеристик локальной сети является ее топология, или, другими  словами конфигурация. 

       Примеры топологий сети (способы подключения компьютеров в сеть)

Топология типа звезды.

     Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ. 
Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. 
 
           Топология в виде звезды — наиболее быстродействующая из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Кольцевая топология.

       При кольцевой топологии сети рабочие  станции вязаны одна с другой по кругу. 
Сообщения циркулируют регулярно по кругу. 
Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений очень эффективна, так как большинство сообщений можно отправлять «в дорогу» по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется.

Шинная  топология.

       При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме  коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Рабочие станции в любое время без прерывания работы всей вычислительной сети могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.

     Благодаря тому, что рабочие станции можно  включать без прерывания сетевых  процессов и коммуникационной среды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлять информацию из коммуникационной среды. Для организации межсетевых соединений необходим соответствующий протокол, представляющий собой набор договоренностей, который определяет обмен данными между различными программами.

Коммуникация   между ЭВМ.

       Для того, чтобы две ЭВМ могли связаться  между собой, необходим некоторый  физический носитель информации. Это  может быть, например, радиоволна, световодный  или электрический кабель и т.п. Проще всего в условиях современного города использовать обычную телефонную сеть, но в этом случае нужно преобразовать цифровые сигналы, передаваемые с ЭВМ, в последовательность электрических сигналов звуковой частоты, которые можно передать по телефонным проводам. Преобразование цифровой информации в звуки называется модуляцией, обратный процесс - демодуляцией. Прибор, который выполняет модуляцию и демодуляцию - называется модем. Факс-модем позволяет так же отправлять и принимать факсимильные сообщения.

Модем

       Модем преобразует цифровые сигналы терминала или компьютера в аналоговые сигналы, которые могут передаваться по телефонному оборудованию. Модем может быть представлен и как посылающий и как получающий конец коммуникационного канала. Одна из важных характеристик модема - скорость передачи данных. Ее можно определить числом модуляций сигнала в единицу секунду и измерять в бодах. Но можно говорить о скорости как количестве передаваемых в единицу времени двоичных сигналов - битов в секунду (bps, или бит/сек). Скоростные модемы, использующие сжатие данных при передаче, имеют скорость 33600 бит/с. На скорость передачи данных влияет также выбор линии связи. Так при использовании коммутируемых, т.е. обычных телефонных, линий когда модем подключен параллельно телефонному аппарату, а аппарат их не занимает, скорость передачи данных составляет несколько тысяч бод. При выделенных линиях связи скорость передачи - до нескольких десятков тысяч бод. Эти линии выгодны при передаче больших объемов информации или срочной передачи данных. С использованием таких линий связи действует система резервирования и продажи билетов. Использование спутниковой связи и каналов цифровой передачи информации повышает пропускную способность до сотен миллионов килобод. Благодаря этим каналам передачи информации оказывается возможной интеграция всех компьютерных сетей в глобальные.

 

  

Каналы связи

       Канал связи - это звено, через которое  проходят данные при передаче от посылающего  оборудования к получающему оборудованию в пределах коммуникационной системы. Он состоит из одного или нескольких средств распространения информации, включая двойной перекрученный провод, коаксиальный кабель, оптоволокно, микроволны и коммуникационные спутники. Двойной перекрученный провод (витая пара) состоит из пары медных  проводов, перекрученных вместе. Недостаток этого провода состоит в том, что он восприимчив к внешним электрическим помехам.

       Коаксиальный  кабель - это высококачественная коммуникационная линия, которая используется в ЛВС.

       Оптоволокно - это технология, которая может  в конечном итоге вытеснить общепринятый провод и кабель в коммуникационных системах.

       Микроволны - это тип радиоволн, которые могут  использоваться для обеспечения  высокоскоростной передачи посредством  голоса и данных.  Недостаток их заключается в том, что микроволны могут передаваться только по исключительно прямой линии, на пути которой не должно быть никаких препятствий типа зданий, гор и т.д. Линии пролегают от одной микроволновой станции к другой. Максимальное расстояние между ними - около 60 км .

       Спутниковые коммуникации могут получать сигналы  с земли, усиливать их и ретранслировать  обратно на землю. Наземные станции - это коммуникационные средства, которые  снабжены огромными блюдцеобразными  антеннами для передачи и получения  данных со спутников. Передача данных на спутник называется верхним каналом связи, а со спутника - нижним.

Internet

       Глобальная  вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах  на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Компьютерная  сеть Internet является наиболее популярной глобальной сетью.

       Internet - бурно разросшаяся совокупность  компьютерных сетей, опутывающих  земной шар, связывающих правительственные,  военные, образовательные и коммерческие  институты, а также отдельных  граждан, с широким выбором компьютерных услуг, ресурсов, информации. Комплекс сетевых соглашений и общедоступных инструментов Сети разработан с целью создания одной большой сети, в которой компьютеры, соединенные воедино, взаимодействуют, имея множество различных программных и аппаратных платформ. Вместе с тем, что же такое INTERNET невозможно понять, не коснувшись ее истории. Поэтому свой рассказ о сети INTERNET мы начнем с истории ее происхождения. В 60-ых годах нашего века, по заказу агентства передовых исследовательских проектов (ARPA) Министерства обороны США, исследователи начали экспериментировать с соединением компьютеров между собой с целью организации обменом информации через телефонные каналы. ARPA хотело знать, могут ли компьютеры, расположенные в разных местах соединяться, используя новую технологию, известную как "коммутация пакетов" (packet switching). Эта технология, при которой данные, предназначенные для передачи, разделяются на небольшие фрагменты, каждый со своим собственным "адресом пересылки", обещала позволить нескольким пользователям работать с одной линией связи. Особенно важным, с точки зрения ARPA, было то, что это позволяло создавать сети, в которых автоматически мог выбираться маршрут, по которому передавались данные. Предыдущие компьютерные сетевые системы требовали линий связи между каждым компьютером в сети. Пакетная система позволяла создавать магистрали данных, в которой большое количество пакетов могли, по существу, использовать совместно один канал.