Понятие компьютерной сети

Понятие компьютерной сети

 

Рождение компьютерных сетей  было вызвано практической потребностью – иметь возможность для совместного  использования данных. Персональный компьютер – прекрасный инструмент для создания документа, подготовки таблиц, графических данных и других видов информации, но при этом Вы не можете быстро поделится своей информацией с другими. Когда не было сетей, приходилось распечатывать каждый документ, чтобы другие пользователи могли работать с ним, или в лучшем случае – копировать информацию на дискеты.

 

Сетью называется группа соединенных  компьютеров и других устройств. А концепция соединенных и  совместно использующих ресурсы  компьютеров носит название сетевого взаимодействия.

 

Компьютеры, входящие в сеть, могут совместно использовать:

 

Данные;

 

Принтеры;

 

Факсимильные аппараты;

 

Модемы;

 

Другие устройства.

 

Данный список постоянно  пополняется, так как возникают  новые способы совместного использования  ресурсов.

 

Первоначально компьютерные сети были небольшими и объединяли до десяти компьютеров и один принтер. Технология ограничивала размеры сети, в том числе количество компьютеров  в сети ее физическую длину. Например, в начале 1990-х годов наиболее популярный тип сетей состоял не более  чем из 30 компьютеров, а длина  ее кабеля не превышала 185 м (600 футов) такие  сети легко располагались в пределах одного этажа здания или небольшой  организации. Для маленьких фирм подобная конфигурация подходит и сегодня. Эти сети называются вычислительными сетями.

 

Самые первые типы локальных  сетей не могли соответствовать  потребностям крупных предприятий, офисы которых обычно расположены  в различных местах. Но как только преимущества компьютерных сетей стали  неоспоримы и сетевые программные продукты начали заполнять рынок, перед корпорациями - для сохранения конкурентоспособности – встала задача расширения сетей. Так на основе локальных сетей возникли более крупные системы.

 

В настоящее время большинство  организаций хранит и совместно  использует в сетевой среде огромные объемы жизненно важных данных. Вот  почему сети сейчас так же необходимы, как еще совсем недавно были необходимы пишущие машинки и картотеки.

 

Основное назначение компьютерных сетей – совместное использование  ресурсов и осуществление интерактивной  связи как внутри одной фирмы так и за ее пределами. Ресурсы это данные, приложения и периферийные устройства, такие как внешний дисковод, принтер, мышь, модем и джойстик. Понятие интерактивной связи компьютеров подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.

 

Сеть позволяет совместно  использовать ресурсы, например файлы  и принтеры, а так же работать с интерактивными приложениями, например планировщиками и электронной почтой.

 

Использование компьютерных сетей сулит множество преимуществ, в частности:

 

Снижение затрат благодаря  совместному использованию данных и периферийных устройств;

 

Стандартизацию приложений;

 

Своевременное получение  данных;

 

Более эффективное взаимодействие и планирование рабочего времени.

 

В настоящее время компьютерные сети выходят за пределы ЛВС и  вырастают в глобальные компьютерные сети (ГВС), охватывая целые страны и континенты.

!!!!!

Компьютерная сеть - представляет собой систему распределенной обработки  информации, состоящую  как минимум  из двух компьютеров, взаимодействующих  между собой с помощью специальных  средств связи.

 

Или другими словами сеть представляет собой совокупность соединенных  друг с другом ПК и других вычислительных устройств, таких как принтеры, факсимильные аппараты и модемы. Сеть дает возможность  отдельным сотрудникам организации  взаимодействовать друг с другом и обращаться к совместно используемым ресурсам; позволяет им получать доступ к данным, хранящимся на персональных компьютерах в удаленных офисах, и устанавливать связь с поставщиками.

 

Компьютеры , входящие в сеть выполняют следующие функции:

 

-   Организация доступа  к сети

 

-   Управление передачей  информации

 

-   Предоставление вычислительных  ресурсов и услуг абонентам  сети.

Виды компьютерных сетей.

 

Локальные и территориально-распределенные сети

 

Локальная сеть (LAN) связывает  ПК и принтеры, обычно находящиеся  в одном здании (или комплексе  зданий). Территориально-распределенная сеть (WAN) соединяет несколько локальных  сетей, географически удаленных  друг от друга.

 

Локальная сеть

 

Локальные сети (ЛС) представляющие собой самую элементарную форму  сетей, соединяют вместе группу ПК или  связывают их с более мощным компьютером, выполняющим роль сетевого сервера (см. рисунок). Все ПК в локальной  сети могут использовать специализированные приложения, хранящиеся на сетевом  сервере, и работать с общими устройствами: принтерами, факсами и другой периферией. Каждый ПК в локальной сети называется рабочей станцией или сетевым узлом.

 

Локальные сети позволяют  отдельным пользователям легко  и быстро взаимодействовать друг с другом. Вот лишь некоторые задачи, которые позволяет выполнять  ЛС:

совместная работа с документами;

упрощение документооборота: вы получаете возможность просматривать, корректировать и комментировать документы не покидая своего рабочего места, не организовывая собраний и совещаний, отнимающих много времени;

сохранение и архивирование  своей работы на сервере, чтобы не использовать ценное пространство на жестком диске ПК;

простой доступ к приложениям  на сервере;

облегчение совместного  использования в организациях дорогостоящих  ресурсов, таких как принтеры, накопители CD-ROM, жесткие диски и приложения (например, текстовые процессоры или  программное обеспечение баз  данных).

 

Территориально-распределенные сети

 

Территориально-распределенные сети обеспечивают те же преимущества, что и локальные, но при этом позволяют  охватить большую территорию. Обычно для этого используется коммутируемая  телефонная сеть общего пользования (PSTN, Public Switched Telephone Network) с соединением через модем или линии высокоскоростной цифровой сети с предоставлением комплексных услуг (ISDN, Integrated Services Digital Network). Линии ISDN часто применяются для передачи больших файлов, например содержащих графические изображения или видео.

 

Встраивая в базовые локальные  сети функциональность территориально-распределенных сетей, реализуемую с помощью  модема или сервера удаленного доступа, можно выгодно использовать технологии внешних коммуникаций, в том числе:

передачу и прием сообщений  с помощью электронной почты (e-mail);

доступ к Internet.

 

Internet

 

Internet представляет собой огромную общедоступную глобальную сеть, соединяющую пользователей всего мира с хранилищами данных, изображений и звука. Стремительно расширяясь (примерно 200% в год), Internet играет все более важную роль в бизнесе.

 

На сегодня основными  функциями Internet остаются электронная почта и обмен информацией между группами по интересам и исследователями. Сети становятся все более мощными, а к Internet подключается все большее число компаний и индивидуальных пользователей. Internet служит связующим звеном между компаниями, их потенциальными заказчиками и поставщиками. Сегодня Internet может поддерживать развивающиеся приложения передачи речи и видео, такие как системы дистанционного обучения и удаленной диагностики или лечения, предоставляя возможности обучения и получения медицинской помощи через Internet практически любой семье или компании.

 

Любая компьютерная сеть характеризуется: топологией, протоколами, интерфейсами, сетевыми техническими и программными средствами.

 

Топология -  компьютерной сети отражает структуру связей между  ее основными функциональными элементами.

 

Сетевые технические средства – это различные устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в  единую компьютерную сеть.

 

Сетевые программные средства – осуществляют управление работой  компьютерной сети и обеспечивают соответствующий  интерфейс с пользователями.

 

Протоколы – представляют собой правила взаимодействия  функциональных элементов сети.

 

Интерфейсы – средства сопряжения функциональных элементов  сети. Следует обратить внимание, что  в качестве  функциональных элементов  могут выступать как отдельные  устройства так и программные модули. Соответственно различают аппаратные и программные интерфейсы.

 

 

 

 

 

!!!!!

Краткая история появления  компьютерных сетей.

 

 Основные факторы, вызвавшие  развитие интерсетей. Идея создания  персональной ЭВМ, прообраза современного  персонального компьютера, впервые  была воплощена в жизнь в  сере­дине 70-х годов. Именно  для того времени характерен  процесс "поляризации" в  технике электронных вычислительных  машин. С одной стороны исследования  в данной области были направлены  на создание вычислительных машин  коллективного пользования, с  "очень больши­ми объемами оперативной памяти", как гласит научная литература тех лет; быстродействие машин должно было достигнуть нескольких десятков миллионов операций в секунду, – такие параметры и определяли понятие сверхмощных ЭВМ. С другой стороны, появилось тяготение к проектированию машин индивидуального пользования: для управления технологическими процессами и обработки экспериментальных данных в исследовательских лабораториях созда­ются малые вычислительные машины, так называемые мини-ЭВМ – малогабаритные компьютеры со сравнительным быстродействием. Впервые появилась реальная возможность создания на­стольных ЭВМ, но применение такие аппараты могли найти пока только в сфере сугубо науч­ной деятельности. Важнейшими областями использования машин считались научно-техниче­ские расчеты, в основе которых лежат математические методы автоматизация проектирова­ния технических объектов. Мини-ЭВМ, соединенные линиями связи с мощными вычислительны­ми системами коллективного пользования, могли применяться как терминалы. И был один из первых шагов к формированию компьютерных сетей.

 

 Следует заметить, что  понятие миникомпьютера было  приближено к современному: по  про­изводительности малые ЭВМ превосходили самые мощные машины первого поколения, габариты таких вычислительных машин также были намного меньше габаритов ЭВМ первого поколения. Наметилась тенденция к сокращению выпуска машин средней мощности, поскольку мини-ЭВМ уже могли обеспечить решение большей части задач индивидуального потребителя, а для ре­шения сложных задач выгоднее обратиться к вычислительным системам коллективного пользо­вания. В конце 60-х – 70-х годов "сверхмощные ЭВМ" становятся мультипроцессорными, то есть в одной машите сосредоточивается несколько процессоров, функционирующих одновре­менно (параллельно). Преимущество мультипроцессорных систем для одновременного решения многих задач было очевидно, но наличие в одной машине нескольких процессоров в принци­пе позволяло расчленить также и процесс решения одной задачи, поскольку каждый алго­ритм содержит ряд ветвей, выполнение которых может проводиться независимо друг от дру­га, что дает довольно большое сокращение общего времени решения задачи. Многопроцессор­ные ЭВМ, технологической основой которых являлись так называемые большие интегральные микросхемы относили к компьютерам четвертого поколения. Под большими интегральными мик­росхемами понимали степень “насыщения” блока микросхем. Однако не существовало четкой границы между “малыми”, “средними” или “большими” микросхемами, так что такая термино­логия не может быть названа полностью научной. Значительно больший фактор в развитии электронных вычислительных машин, а значит и компьютерных сетей, – это изменение основ­ных элементов оперативной памяти. Если первые ЭВМ имели в своем составе запоминающие устройства на так называемых ферролитовых сердечниках, то настоящей революцией в разви­тии вычислительной техники было введение в качестве элементов памяти полупроводниковых приборов, которые изготавливались по технологии, аналогичной технологии изготовления интегральных схем. Образцы такой памяти небольшого объема создавались и использовались начиная с 70-х годов как “сверхбыстродействующая память”; в то же время наметилась тен­денция создания оперативной памяти на полупроводниках и использования ферритовых запо­минающих устройств в качестве дополнительной “медленной” памяти.

 

 

 Итак, повышение мощности  вычислительной техники и общее  развитие информационной нау­ки  явились основными факторами  в процессе возникновения интегрированных  вычислительных сетей; совокупность  отдельных вычислительных сетей,  связанных между собой в общую  сеть каналами связи и специальными  сопрягающими устройствами и  является интерсетью. Переход в  микроэлектронике на доли-микронные размеры, создание относительно быстродействующих компьютеров, но с ограниченной дисковой памятью, появление научно-исследовательских проектов, требующих больших вычислительных ресурсов – все определяющие причины возникновения интерсетей.

 

 Понятно, что основная  цель создания сетей заключается  в обеспечении обмена данных  между двумя вычислительными  машинами, входящими в сеть, поэтому  первоначально подобные сети  в США связывали научные центры  – университеты. Америке принадлежит  также первенство в использовании  компьютерных сетей для военных  целей. В условиях холодной  войны на такие разработки  правительство выделяло многочисленные  субсидии: требовалось выработать  систему, моментально реагирующую  при нанесении вражеского ядерного  удара и поддерживающую существование  после такого удара. Возможно, именно причиной того, что изначально  компьютерные сети были рассчитаны  на действие в “сверхъестественных”  условиях и объясняется практическая  неистребимость современного Internet’a – ведь хорошо известен факт – Internet прекратит существование когда от сети будут отключены все входящие в нее машины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!!!!!

Глава 2 Основные виды вычислительных сетей

 

 

 

2.1 Локальная вычислительная  сеть (ЛВС) 

 

    

 

 Локальные сети (ЛС  ЭВМ) объединяют относительно  небольшое число компьютеров  (обычно от 10 до 100, хотя изредка  встречаются и гораздо большие) в пределах одного помещения (учебный компьютерный класс), здания или учреждении (например, университета). Традиционное название - локальная вычислительная сеть (ЛВС) - скорее дань тем временам, когда сети в основном использовались да решения вычислительных задач; сегодня же в 99% случаев речь идет исключительно об обмене информацией в виде текстов, графических и видео-образов, числовых массивов. Полезность ЛС объясняется тем, что от 60% до 90% необходимой учреждению информации циркулирует внутри него, не нуждаясь в выходе наружу.

 

 Большое влияние на  развитие ЛС оказало создание  автоматизированных систем управления  предприятиями (АСУ). АСУ включают  несколько автоматизированных рабочих  мест (АРМ), измерительных комплексов, пунктов управления. Другое важнейшее  поле деятельности, в котором  ЛС доказали свою эффективность  - создание классов учебной вычислительной  техники (КУВТ).