ftd

доступ. Оператор ведущего компьютера может управлять передачей данных с одного компьютера на другой.

Достоинством прямого соединения является его простота (не нужно никакого дополнительного аппаратного и программного обеспечения). Недостатком является сравнительно низкая скорость передачи данных. Поэтому прямое соединение редко применяют в организациях и учреждениях, но широко используют в быту. Практически все компьютерные игры, рассчитанные на несколько участников, могут работать в режиме прямого соединения. В семьях, имеющих два компьютера, широко используют прямое соединение.

Рис. 8.2. Прямое соединение компьютеров

Конфигурация локальных сетей и организация обмена информацией

В простейших сетях с небольшим числом компьютеров они могут быть полностью равноправными; сеть в этом случае обеспечивает передачу данных от любого компьютера к любому другому для коллективной работы над информацией.

Если в сети есть специально выделенный компьютер (файловый сервер), то говорят, что это сеть типа клиент-сервер.

Если специального сервера нет, то все рабочие станции имеют как бы равные возможности, и такую сеть называют одноранговой. У одноранговых сетей есть важная особенность: они не нуждаются в специальном программном обеспечении. В системах Windows есть все необходимое для управления одноранговой локальной сетью. На Рабочем столе имеется значок Сетевое

окружение , который открывает окно, как окно Мой компьютер. С его помощью каждый член рабочей группы может войти на другой компьютер группы и воспользоваться папками и файлами своих коллег, открытыми для совместного использования.

Система Windows позволяет управлять режимами доступа к совместным данным. Такое управление называют системной политикой или системными правилами. Лицо, ответственное за работу локальной сети и настройку системной политики, называется системным администратором. Если в

организации имеется локальная сеть, в ней должен быть системный администратор. В его обязанности входит также инструктаж сотрудников, работающих в локальной сети.

Однако в крупных сетях с большим числом компьютеров оказывается целесообразным выделять один (или несколько) мощных компьютеров для обслуживания потребностей сети (хранение и передачу данных, печать на сетевом принтере. Такие выделенные компьютеры называют серверами; они работают под управлением сетевой операционной системы. В качестве сервера обычно используете высокопроизводительный компьютер с большим ОЗУ и винчестером (или с несколькими винчестерами) большой емкости. Клавиатура и дисплей для сервера сети не обязательны, поскольку они используются очень редко (для настройки сетевой ОС).

Сервер - это ЭВМ, выполняющая в сети особые функции обслуживания остальных компьютеров сети - рабочих станций.

Есть разные виды серверов: файловые, телекоммуникационные серверы, серверы для проведения математических расчетов, серверы баз данных.

Все остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции могут не иметь винчестерских дисков или даже дисководов вовсе. Такие рабочие станции называют бездисковыми.

Первичная загрузка ОС на бездисковые рабочие станции происходит по локальной сети с использованием специально устанавливаемых на сетевые адаптеры рабочих станций микросхем ПЗУ, хранящих программу начальной загрузки.

ЛС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные конфигурации (или, как еще говорят, архитектуру, или топологию).

1.Наиболее простой вид топологии — шина (рис. 8.3). В шинной конфигурации компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями.

Рис. 8.3. Вид топологии – шина

2.На шину похожа и структура, которую называют кольцо. В кольцевой ЛС информация передается по замкнутому каналу Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими соседями, хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети (Рис. 8.4).

Рис. 8.4. Вид топологии – кольцо

3.Для локальных сетей, основанных на файловом сервере, может применяться схема звезда. В звездообразной (радиальной) ЛС в центре находится центральный управляющий компьютер, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий их друг с другом (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Вид топологии – звезда

4.В древовидной архитектуре - существует «главный» компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня, и т.д. (рис. 8.6)

Рис. 8.6. Вид топологии – дерево

5. От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения. Топологию выбирают, исходя из потребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем может быть применена схема снежинка, в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

Рис. 8.7. Вид топологии - снежинка

Аппаратные средства локальной сети

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 учреждения (например, университета). Традиционное название - локальная вычислительная сеть (ЛВС) - скорее дань тем временам, когда «сети» в основном использовались для, решения вычислительных задач; сегодня же в 99% случаев речь идет исключительно об обмене информацией в виде текстов, графических и видеообразов, числовых массивов. Полезность ЛС объясняется тем, что от 60% до 90% необходимой учреждению информации циркулирует внутри ее, не нуждаясь в выходе наружу.

Благодаря относительно небольшим длинам линий связи (как правило, не более 300 метров), по ЛС можно передавать информацию в цифровом виде с высокой скоростью передачи. На больших расстояниях такой способ передачи неприемлем из-за неизбежного затухания высокочастотных сигналов. В этих случаях приходится прибегать к дополнительным техническим (цифроаналоговым преобразованиям) и программным (протоколам коррекции ошибок и др.) решениям.

Характерная особенность ЛС - наличие связывающего всех абонентов высокоскоростного канала связи для передачи информации в цифровом виде. Существуют проводные и беспроводные (радио) каналы. Каждый из них характеризуется определенными значениями существенных с точки зрения организации ЛС параметров:

•скорости передачи данных;

•максимальной длины линии;

•помехозащищенности;

•механической прочности;

•удобства и простоты монтажа;

•стоимости.

В настоящее время обычно применяют четыре типа сетевых кабелей:

•коаксиальный кабель;

•незащищенная витая пара;

•защищенная витая пара;

•волоконно-оптический кабель.

Первые три типа кабелей передают электрический сигнал по медным проводникам. Волоконно-оптические кабели передают свет по стеклянному волокну.

Большинство сетей допускает несколько вариантов кабельных соединений. Беспроводная связь на радиоволнах СВЧ диапазона может использоваться

для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там, где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно; кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные сегменты локальных сетей на расстояниях 3 - 5 км (с антенной типа волновой канал) и 25 км (с направленной параболической антенной) при условии прямой видимости. Организация беспроводной сети существенно дороже, чем обычной.

Для организации учебных ЛС чаще всего используется витая пара, как самая дешевая, поскольку требования к скорости передачи данных и длине линий не являются критическими.

Адаптеры. Для связи компьютеров с помощью линий связи ЛС требуются адаптеры сети или, как их иногда называют, сетевые платы.

Адаптер сети вставляется непосредственно в свободный слот материнской платы персонального компьютера, и к нему на задней панели системного блока подстыковывается линия связи ЛС.

Кроме того, возможны конфигурации без отчетливого характера связей; пределом является полносвязная конфигурация, когда каждый компьютер в сети непосредственно связан с любым другим компьютером.

В любой физической конфигурации поддержка доступа от одного компьютера другому, наличие или отсутствие выделенного, выполняется программой -

сетевой операционной системой, которая по отношению к ОC отдельных компьютеров является надстройкой. Для современных высокоразвитых ОС персональных компьютеров вполне характерно наличие сетевых возможностей

(например, OS/2, WINDOWS 95-98).

Процесс передачи данных по сети определяют шесть компонент:

•компьютер-источник;

•блок протокола;

•передатчик;

•физическая кабельная сеть;

•приемник;

•компьютер-адресат.

Компьютер-источник может быть рабочей станцией, файл-сервером, шлюзом или любым компьютером, подключенным к сети. Блок протокола состоит из набора микросхем и программного драйвера для платы сетевого интерфейса. Блок протокола отвечает за логику передачи по сети. Передатчик посылает электрический сигнал через физическую топологическую схему. Приемник распознает и принимает сигнал, передающийся по сети, и направляет его для преобразования в блок протокола.

Глобальные сети

Для подключения компьютера (или локальной сети) к глобальной сети используются специальные электронные устройства, которые называются сетевыми платами, сетевыми адаптерами, модемами и т.д. Назначение этих устройств одно и тоже: преобразовывать информацию, поступающую от компьютера, в электрический, радио, или световой сигнал для передачи по линиям связи и обратно. Все линии связи различаются по скорости передачи информации.

Самые медленные - это телефонные линии, т.к. они изначально предназначались лишь для телефонных разговоров, а не для передачи информации между компьютерами, но зато они самые дешевые и есть практически в каждом доме. Поэтому самым популярным способом подключения к компьютерным сетям является передача информации по телефонным линиям с помощью модемов. При этом модем по команде компьютера может сам набрать нужный телефонный номер и соединиться с модемом другого компьютера (Рис. 8.8).

Рис. 8.8. Схема соединения модема с компьютером

Название “модем” происходит от слов МОДулятор -ДЕМодулятор, которые и описывают основную функцию модема. Она заключается в преобразовании

информации, называемом модуляцией и обратном преобразовании, называемом демодуляцией.

Так как при наборе телефонного номера для установки связи двух абонентов на АТС происходит переключение или, другими словами, коммутация линий связи, то телефонные линии часто называют коммутируемыми. С помощью коммутируемых линий связь устанавливается только на некоторое время, необходимое для телефонного разговора двух людей, или передачи информации между компьютерами.

В отличие от коммутируемых линий так называемые выделенные линии связывают компьютеры постоянно, круглый год, 24 час в сутки. Выделенные линии могут быть созданы с помощью кабелей или радиосвязи и позволяют обмениваться информацией с огромными скоростями. Скорость передачи данных определяется качеством сетевых плат, загруженностью линии.

8.3. ПРОТОКОЛЫ ОБМЕНА

Любой компьютер, подключенный к сети, имеет свой уникальный адрес. Даже при временном соединении по коммутируемому каналу компьютеру выделяется уникальный адрес. В любой момент времени все компьютеры, подключенные к Интернету, имеют разные адреса. Адрес однозначно определяет местонахождение компьютера в сети.

Протокол в общем случае - это правила взаимодействия. Сетевой протокол предписывает правила работы компьютерам, которые подключены к сети.

Стандартные протоколы заставляют компьютеры “говорить на одном языке”. Таким образом, осуществляется возможность подключения к Интернету разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем.

Описать в одном протоколе все правила взаимодействия практически невозможно. Поэтому сетевые протоколы строятся по многоуровневому принципу. Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Международная организация по стандартизации (ISO – International Standards Organization). Она разработала базовую модель взаимодействия открытых систем (OSI - Open Systems Interconnection). Эта модель является международным стандартом для передачи данных.

Модель содержит семь уровней:

1.Физический уровень - битовые протоколы передачи информации. На этом уровне выполняются все необходимые процедуры в канале связи. Его основная задача – управление аппаратурой передачи данных и каналом связи, подключенным к аппаратуре.

2.Канальный уровень – уровень управления передачей данных реализует

процесс передачи информации по информационному каналу и обеспечивает управление потоком данных в виде формирования кадров, в которые упаковываются информационные пакеты, обнаруживает ошибки и реализует алгоритм восстановления информации в случае обнаружения сбоев или потерь данных.

3.Сетевой уровень – определяет интерфейс оконечного оборудования данных пользователя с сетью коммуникации пакетов, отвечает за маршрутизацию пакетов в сети и за связь между сетями.

4.Транспортный уровень - обеспечивает взаимодействие удаленных процессов. На этом уровне может выполняться согласование сетевых уровней различных несовместимых между собой сетей через специальные шлюзы. Например, такое согласование потребуется для объединения локальных сетей в глобальные сети.

5.Сеансовый уровень – реализует и поддерживает и завершает диалог между двумя абонентами через коммуникационную сеть.

6.Представительный уровень – определяет синтаксис данных в модели,

т.е. интерпретация передаваемых данных.

7. Прикладной уровень (прикладное программное обеспечение)- обеспечивает поддержку прикладных процессов конечных пользователей.

Например, на нижнем уровне описываются правила передачи небольших порций информации с одного компьютера на другой, так как отслеживать правильность передачи небольших частей информации значительно проще. Если какая-то часть информации была искажена помехами при передаче, то на этом уровне запрашивается повтор передачи только искаженной части.

Протокол следующего уровня описывает, как большие массивы данных разбить на небольшие части и собрать обратно. При этом небольшие части пересылаются с помощью протокола нижнего уровня. На следующем, более высоком уровне описывается передача файла. При этом используются протоколы нижних уровней. Т.о., для реализации нового протокола высокого уровня в Интернет не требуется знать особенности функционирования сети, а надо уметь пользоваться протоколами более низкого уровня.

В Internet для обмена данными между различными системами используется модель многоуровневого протокола, на нижнем уровне которой используются два основных протокола ТСР/IР:

1.Протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol)

разбивает информацию на блоки определенного размера (пакеты), нумерует их

ипередает протоколу IP. Пакет получает заголовок, содержащий адрес получателя, информацию об исправлении ошибок и о последовательности передачи пакетов.

2.Межсетевой протокол IP (Internet Protocol) - протокол нижнего уровня, он разделяет данные на еще более мелкие пакеты IP (датаграммы), и передает их адресату любыми путями.

Пакеты, пришедшие разными путями, согласно протоколу TCP, сортируются,

исобираются в единое целое. Каждый пакет проверяется на полноту, и в случае

К каждой части добавляется IP – адрес назначения

И пакеты отправляются в сеть

В сети разные пакеты могут пересылаться разными путями

Рис. 8.9 в, г. Схема прохождения сообщения

IP – пакеты принимаются из сети и….

передаются протоколу ТСР