МДК.02.01 Технологии публикации цифровой мультимедийной информации
Профессия: Оператор электронно-вычислительных и вычислительных машин
Группа: 411
Дата проведения: 28.04.2020 г.
Время занятия: 2 часа
Тема: Компоненты компьютерных сетей
Цели: Формирование знаний о компьютерных сетях и работе в сети
План:
1. Аппаратные и программные компоненты компьютерных сетей
2. Принципы построения сети интернет
3. Доступ в интернет
4. Протоколы передачи данных
5. Адресация в интернете
Аппаратные и программные компоненты компьютерных сетей
Компьютерная сеть состоит из трех основных компонентов:
• сети передачи данных, включающей каналы передачи
данных и средства коммутации;
• компьютеров, связанных сетью передачи данных;
• сетевого программного обеспечения.
Компьютер подключается к сетевому кабелю с помощью специального сетевого адаптера, который вставляется в обычные разъемы расширения на системной плате компьютера и выполняет аппаратные функции приема и передачи пакетов данных в сети. На данный момент подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения и передачи сигналов между компьютерами три вида кабелей: коаксиальный кабель, витую пару (twisted pair), оптоволоконный кабель.
Для объединения компьютеров в сеть и объединения нескольких сетей используются специальные устройства: концентраторы, коммуникаторы, маршрутизаторы и шлюзы.
Концентраторы (или хабы — от англ. hub) — устройства, которые объединяют близко расположенные компьютеры и соединяют их с сегментом (участком) сети.
Коммуникаторы (или переключатели, англ. switch) — устройства, соединяющие сегменты одной и той же сети или разных сетей, имеющих одинаковый сетевой протокол.
Шлюзы (англ. GateWay) применяются в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы.
Поступивший в шлюз пакет из одной сети преобразуется в пакет, соответствующий требованиям другой сети.
С помощью шлюзов сети также подсоединяются к мэйнфреймам — мощным универсальным компьютерам — и суперкомпьютерам.
Все сети строятся на основе трех базовых схем соединения (топологий): ≪звезда≫, ≪общая шина≫ и ≪кольцо≫.
Управление работой сети в зависимости от ее протяженности, числа объединяемых компьютеров и интенсивности обмена данными осуществляет сетевая операционная система.
В качестве такой ОС могут использоваться, например, MS Windows 98/ME — для нескольких десятков компьютеров, MS Windows NT/2000/XP — для нескольких сотен компьютеров, Novell, Unix — для нескольких тысяч компьютеров. Для упорядочения разработки сетевого ПО и обеспечения возможности взаимодействия любых компьютерных сетей Международной организацией по стандартизации (International Standard Organization — ISO) была разработана эталонная модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnecting — OSI).
С точки зрения распределения аппаратных и информационных ресурсов различают два типа сетей: одноранговую и с выделенным сервером.
Одноранговой сетью называют такое объединение компьютеров, при котором каждый компьютер может предоставлять свои ресурсы (файлы и устройства) для общего доступа. Ресурсы компьютера, выделяемые для общего доступа в сети, называются сетевыми, остальные ресурсы компьютера — локальными. Одноранговые сети могут объединять до нескольких десятков компьютеров и работать под управлением MS Windows 98/ME/NT/2000/ ХР. Все пользователи одноранговой сети равноправны.
Каждый пользователь сам принимает решение о типе доступа ко всем ресурсам своего компьютера и может в любой момент изменить тип доступа к любому ресурсу.
В сетях с выделенным сервером на один из компьютеров — сервер сети — устанавливается сетевая операционная система, управляющая всеми ресурсами сети и регулирующая доступ к ним. Такой операционной системой может быть MS Windows NT/2000/XP, Novell, Unix. Ее обслуживает специалист — администратор сети, в обязанности которого входят такие вопросы, как разделение прав доступа ко всем ресурсам сети, защита данных, обеспечение информационной безопасности, поддержание в работоспособном состоянии прикладных программных ресурсов с общим доступом. Для организации взаимодействия компьютеров в локальной сети Международным институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике__ IEEE (Institute of Electrical and Electronical Engineers) были разработаны протоколы обмена и методы доступа к данным.
Вкратце рассмотрим протоколы обмена, которые описывают методы доступа к сетевым каналам данных: Ethernet, Arcnet и Token Ring. Эти методы доступа реализуют функции канального уровня модели OSI. Название используемого метода часто отождествляют с типом топологии сети.
Метод доступа Ethernet разработан фирмой Xerox. Он обеспечивает высокую скорость передачи и надежность, поддерживает топологию с общей шиной. Суть метода состоит в том, что ПК начинает передачу в том случае, если канал свободен, в противном случае передача сообщений задерживается на некоторое время (для каждой станции свое). Быстродействие сети заметно снижается при одновременной работе 80-100 ПК. Это происходит из-за задержек, связанных с конфликтами в канале.
Метод доступа Arcnet разработан фирмой Datapoint Corp. Он используется в топологии ≪звезда≫. Сообщения от одного ПК к другому по этому методу доступа передаются с помощью маркера, который создается на одном из ПК. Если ПК собирается передать сообщение, то он дожидается прихода маркера и присоединяет к нему свое сообщение, снабженное адресами отправителя и получателя. Если ПК ожидает приема, то он ждет прихода маркера, а с его приходом анализирует заголовок прикрепленного к нему сообщения. Если сообщение предназначено данному ПК, то он открепляет его от маркера, а также прикрепляет новое при наличии такового.
Метод доступа Token Ring разработан фирмой ЮМ для кольцевой топологии. Этот метод имеет сходство с методом Arcnet. Основное его отличие состоит в том, что имеется механизм приоритета, благодаря которому отдельные ПК могут получать маркер быстрее других и удерживать его дольше.