Назначение и виды компьютерных сетей
Особую роль в ведении современного бизнеса играет доступ к глобальной сети Интернет. Базы данных, включенные в состав этой сети, могут быть источником экономической, юридической, маркетинговой, технической и другой информации. Оперативность доставки важной информации, обеспечиваемая Интернетом, возможность изучения жизненно важной информации о рынке и конкурентах поможет принимать правильные… Читать ещё >
Назначение и виды компьютерных сетей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
1.Назначение компьютерных сетей и принципы их построения
2.Управление сетью
3.Адресация в сети
Заключение
Список использованной литературы
В настоящее время отдельный компьютер уже не является достаточным помощником для эффективной работы с информационными потоками. В мире начиная с конца 60-х годов двадцатого века все больше компьютеров объединяются в различного рода сети, начиная от небольшой локальной сети маленькой фирмы и заканчивая глобальной мировой паутиной сетью Интернет.
Целью данной работы является рассмотрение проблемы назначения и видов компьютерных сетей, ведь, как известно, существует два основных вида сетей — глобальные и локальные, их структуру и принципы организации их работы мы также постараемся рассмотреть в данной работе.
Компьютерная сеть в настоящее время стала неотъемлемым атрибутом современного предприятия, инструментом для успешного ведения дел в условиях высокой конкуренции и насыщенности информационных потоков.
Особую роль в ведении современного бизнеса играет доступ к глобальной сети Интернет. Базы данных, включенные в состав этой сети, могут быть источником экономической, юридической, маркетинговой, технической и другой информации. Оперативность доставки важной информации, обеспечиваемая Интернетом, возможность изучения жизненно важной информации о рынке и конкурентах поможет принимать правильные обоснованные решения. Интернет обеспечит круглосуточную, быструю и дешевую доставку сообщений электронной почты партнерам и заказчикам, позволит выдать информацию о предприятии и его продукции в глобальную сеть с целью привлечения клиентов. Интернет обеспечит неограниченные возможности при продвижении и продаже продуктов и услуг.
Последним новшеством является организация электронной торговли в онлайновом режиме с использованием ресурсов международной сети.
1.Назначение компьютерных сетей и принципы их построения
По организации доступа к информации существуют два типа сети:
· Одноранговые сети;
· Сети «клиент-сервер». Олифер Г. В., Н. А. Олифер — Компьютерные сети. СПБ: Издательство «Питер», 2010.
Достоинство одноранговой сети в экономичной, быстрой и простой установке. Но такая сеть имеет чрезвычайно мало возможностей для коллективной работы, низкую надежность и слабую защиту от несанкционированного доступа к информации.
Преимущества сетевой работы можно представить следующим образом:
· Совместное использование файлов, принтеров, модемов;
· Централизованное использование приложений, например финансовых и бухгалтерских баз данных;
· Улучшение взаимодействия между сотрудниками благодаря таким приложениям, как документооборот, электронная почта;
· Снижение затрат на периферийное оборудование за счет его коллективного использования;
· Снижение затрат на администрирование и поддержку благодаря централизации ресурсов;
· Обеспечение платформы для приложений удаленного доступа, автоматического резервного копирования файлов, совместного доступа к сети Интернет и использования факса. Олифер Г. В., Н. А. Олифер — Компьютерные сети. СПБ: Издательство «Питер», 2010.
Сеть типа «клиент-сервер» предполагает наличие в сети одного или нескольких специальных компьютеров — серверов, на которых установлены высоконадежные сетевые операционные системы. Конструкция и архитектура сервера направлена на обеспечение его непрерывной бесперебойной работы с высокой производительностью в течение длительного времени. Хранение общих файлов в одном месте, на сервере, позволяет легко обновлять их, архивировать, делать резервные копии, вести централизованный учет. Архитектура «клиент-сервер» создает условия для более экономного использования ресурсов дисковой памяти, высокой надежности хранения файлов и существенного ограничения несанкционированного доступа к ним.
Современная локальная компьютерная сеть создается на основе следующих основных принципов:
· Использование протоколов Ethernet (IEEE 802.3), FastEthernet (IEEE 802.3u) и GigabitEthernet (IEEE 802.3z) для доступа к среде передачи данных; - обеспечение возможности масштабирования сети путем наращиваемости (стекируемости) сетевых устройств;
· Дублирование линий связи (Resillient Links) для обеспечения надежности передачи данных между узлами сети;
· Дублирование основных узлов сети на базе алгоритма остовного дерева IEEE 802.1d (Spanning Tree); - обеспечение разделяемого доступа к среде передачи на скорости не ниже 100 Мбит/с или коммутируемого доступа к среде передачи на скорости 10 Мбит/с либо 100 Мбит/с для конечных пользователей;
· Сегментирование трафика для снижения нагрузки в разделяемом сегменте сети;
· Обеспечение коммутируемого широкополосного доступа (100 Мбит/с … 1 Гбит/с) к среде передачи для серверов;
· Объединение портов (port trunking) для создания магистральных каналов связи большой пропускной способности;
· Поддержка различных средств защиты доступа (отключение от сети неавторизованных устройств, защита паролем доступа к средствам управления сетевыми устройствами);
· Объединение ресурсов сети (персональных компьютеров, рабочих станций и др.) посредством технологии виртуальных сетей VLAN (IEEE 802.1Q или VLT фирмы 3Com) в логические домены рассылки широковещательных сообщений;
· Обеспечение управляемости сети (мониторинг, конфигурирование сетевых устройств и поиск неисправностей) на базе протоколов SNMP, RMON и Web-технологий;
· Поддержка методов приоритезации потоков трафика различных типов (IEEE 802.1p или PACE фирмы 3COM) для обеспечения работы приложений мультимедиа;
· «Звездообразная» топология сети;
· Единый коммутационный узел для всего предприятия;
· Использование международного стандарта ISO/IEC 11 801 структурированных кабельных систем (СКС) при проектировании и монтаже; - применение 4-ех парного кабеля типа «витая пара» (UTP) 5-ой категрии и выше для кабельной проводки; - защита сетевых устройств от сбоев в линиях электропитания. Олифер Г. В., Н. А. Олифер — Компьютерные сети. СПБ: Издательство «Питер», 2010.
В последнее время начинает внедряться технология коммутации 3-его уровня для IP— и IPX пакетов, позволяющая значительно повысить производительность корпоративных интрасетей.
Сетевые решения, осуществляемые в настоящее время, направлены на повышение эффективности существующих сетевых инфраструктур, упрощение управления разными сетевыми средами, экономически эффективное объединение голосовых приложений с традиционными приложениями передачи данных.
Создание компьютерной сети начинается с определения исходных данных, которые будут определять конфигурацию и состав сетевого оборудования, топологию компьютерной сети. Основные критерии, которыми необходимо руководствоваться при выборе типа сетевого оборудования:
· Количество необходимых персональных компьютеров в локальной сети на начальном этапе;
· Характеристики используемых приложений, объем создаваемого трафика;
· Количество серверов;
· Размеры площадей, покрываемых сетью;
· Перспективы развития сети во времени. Олифер Г. В., Н. А. Олифер — Компьютерные сети. СПБ: Издательство «Питер», 2010.
Проектирование кабельной системы требует наличия планов здания с указанием рабочих мест и помещений для устройства распределительных узлов.
Современная локальная компьютерная сеть строится с применением концентраторов (hubs) и коммутаторов (switches). Концентраторы объединяют сетевые узлы в единый коллизионный домен, в то время как коммутаторы позволяют сегментировать сеть, то есть разделить ее на несколько коллизионных доменов и обеспечить небольшую группу пользователей или даже отдельного пользователя выделенной полосой пропускания 10 МГбит/c, 100 МГбит/c или 1 Гбит/c. В то же время они предоставляют всем пользователям, подключенным к портам коммутатора непосредственно или через концентраторы (хабы), высокопроизводительный бесколлизионный канал доступа к серверу и/или к магистральному каналу (backbone).
Применение коммутатора позволяет удвоить скорость передачи на каждом его порту при использовании режима полного дуплекса.
Необходимость применения коммутаторов в компьютерных сетях любого масштаба обуславливается появлением на рынке приложений, требующих от этих сетей большой пропускной способности. Это прежде всего мультимедиа, системы разработки конструкторской документации и пр. С другой стороны современные технологии позволили создать приемлемые по цене коммутаторы, так что их применение теперь эффективно даже в небольших рабочих группах и малых офисах.
Сжатие полосы пропускания сегмента компьютерной сети, то есть снижение производительности, происходит как за счет роста числа пользователей, использующих один общий канал передачи данных, так и за счет увеличения количества коллизий в этом канале (определяется случайным методом доступа к каналу согласно стандарту IEEE 802.3 — Ethernet).
При работе всех пользователей в одной сети Ethernet максимально возможная полоса, которая теоретически может быть доступна каждому пользователю, равна 10/N, где N — число пользователей, 10 — теоретическая полоса пропускания сегмента Ethernet 10 Мгбит/с без учета накладных расходов, которые составляют около 80%.
Реально же при 10−20 интенсивно работающих пользователях общая полоса пропускания сегмента Ethernet снижается из-за коллизий до 30% от максимальной. При дальнейшем повышении нагрузки работа в сети становится неэффективной. Кроме того случайный метод доступа, используемый в сети Ethernet, препятствует использованию в ней приложений реального времени.
Если снижение производительности связано с насыщением полосы пропускания в сети, работающей по технологии с выделенным сервером, то эту ситуацию удается исправить путем разбиения всей сети на самостоятельные подсети, которые имеют доступ к общим серверам через высокоскоростной канал (например 100 Мбит/c или 1 Гбит/c). Такая задача в настоящее время успешно решается с помощью очень недорогих устройств — коммутаторов.
локальный компьютерный сеть доступ
2.Управление сетью
Применение коммутаторов расширяет доступную для каждого пользователя полосу пропускания в сегменте сети и тем самым повышает производительность работы компьютерной сети. Кроме того коммутаторы, выпускаемые в настоящее время, поддерживают специальные технологии приоритетного доступа для приложений реального времени, каковыми являются например приложения мультимедиа Анализ сетевых проблем и их прогнозирование выполняется с помощью специального ПО (например, Novell ManageWise, 3Com Transcend Network Management).
Управляемая сеть дает возможность определять неисправности в сети, прогнозировать будущие проблемы, планировать развитие сети на основе объективной информации, полученной посредством управляющей программы от сетевых устойств с встроенными средствами SNMP и RMON, производить конфигурацию сети в соответствии с текущими потребностями пользователей (например, создание виртуальных сетей, установка паролей доступа и т. д.).
Свойство управляемости сети достигается применением устройств, поддерживающих функции управления.
Наличие функций управления позволяет существенно снизить стоимость эксплуатации сети и минимизировать убытки от ее простоя при различных сбоях.
Глобальная компьютерная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных регионах, странах и континентах. Глобальные компьютерные сети позволяют объединить и организовать доступ к информационным ресурсам всего человечества. В составе глобальной сети может быть до нескольких миллионов компьютеров.
Рис. 1 Фрагмент глобальной сети
Региональная компьютерная сеть связывает абонентов, расположенных на территории города, экономического региона или отдельной страны. В составе региональной сети может быть до нескольких тысяч компьютеров.
Рис. 2 Фрагмент региональной межвузовской сети Новосибирска В России региональных сетей разного масштаба на 2010 год существовало более 30 тысяч, а узловых серверов — более 2,5 млн.
Локальная компьютерная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах одного или нескольких подразделений, одного или нескольких близко расположенных зданий. В составе локальной сети может быть от единиц до нескольких сотен компьютеров.
Рис. 3 Пример структуры локальной компьютерной сети На рис. 3 приведена примерная схема локальной компьютерной сети. СГГА Поскольку в учебном процессе академии, в основном, задействованы два здания (учебный и лабораторный корпусы), то сеть разбита на две подсети. Каждой из этих двух подсетей управляет свой информационно-коммуникационный узел (ИКУ). Связь академии с внешним информационным миром осуществляется через ИКУ1, к которому подключены внешние каналы.
Основой ИКУ является маршрутизирующий коммутатор РАПИРА, к которому подключаются серверы различных информационных служб, а также этажные серверы, обеспечивающие работу подсетей более низкого уровня (офисы, лаборатории, учебные классы). Внешние каналы связи:
· радиоканал устанавливает связь на СВЧ с НГТУ;
· выделенная телефонная линия проложена до НГТУ;
· удаленный доступ позволяет подключаться к ЦИТ с любого ПК, работающего в сети НГТС;
· общежития и жилые дома подключены через коаксиальный кабель или витую пару;
· телефонная связь может выполняться через оптический кабель;
· оптоволокно с пропускнорй способность 100 Мбит/с соединяет с волоконной сетью провайдера МагистральТелеком.
Принятые обозначения:
· ИКУ — информационно-коммуникационный узел; ИКУ1 установлен в лабораторном корпусе, а ИКУ2 — в учебном корпусе;
· Рапира — маршрутизирующий коммутатор на 24 канала;
· И — преобразователь оптического сигнала в электрический Изотрон;
· С1 — сервер FireWall, WWW, e-mail, DNS;
· C2 — сервер FTP;
· C3 — сервер Billing;
· С4 — сервер Novell.
· Оптоволокно с пропускной способностью 1Гбит/с проложено между учебным и лабораторным корпусами.
· L3 — на уровне протоколов,
· L2 — на уровне пакетов.
· UTP 10/100 — витая пара на 10 или 100 МГц.
3.Адресация в сети
Адресация компьютеров в сети Интернет
1. Числовой составной адрес (IP-адрес)
2. Символьный адрес (доменное имя).
Каждый из множества ПК, входящих в Интернет, имеет свой собственный УНИКАЛЬНЫЙ адрес. Это числовой адрес (IP-адрес: IP — Internet Protocol), IP-адрес состоит из четырех групп цифр, например, 194.85.160.050 или 165.174.543.314. Этот адрес неудобен для человека, поэтому IP-адресам поставлены в соответствие символьные адреса (доменные имена).
Служба, которая обеспечивает преобразование символьного адреса (доменного имени) в числовой IP-адрес, называется службой доменных имен (DNS — Domain Name Service).
Компьютеры, выполняющие такие преобразования, называются DNS-серверами.
Каждый узел в сети Интернет должен иметь уникальный адрес. Адреса в Интернет имеют доменную структуру. Домены отделяются друг от друга точкой. Старшинство доменов понижается справа налево. Имя самого старшего (первого) домена определяется страной пребывания или видом сети.
Примеры доменов первого уровня:
· RU, UA, UK, US — сокращения названий стран (Россия, Украина, Великобритания, США);
· MIL — военные организации;
· ORG — некоммерческие организации;
· COM — коммерческие организации;
· EDU — учебные организации;
· GOV — правительственные организации.
Рунет — условное название зоны домена первого уровня ru.
Информацию, хранящуюся в Интернет в виде файлов различного типа, называют информационными ресурсами.
Чтобы получить доступ к тому или иному ресурсу необходимо знать его URL. Вводя URL в строке адреса в браузере, пользователь может просматривать ресурсы Интернета.
URL содержит:
информацию о протоколе, по которому передается ресурс (документ, файл), т. е. указывает на то, к КАКОМУ ТИПУ принадлежит ресурс и КАК получить к нему доступ ;
доменное имя компьютера, на котором данный ресурс расположен;
адрес файла с ресурсом на этом компьютере (путь к нему).
Например: http://www.intel.com/news/index.html
http — сетевой протокол
www.intel.com — доменное имя компьютера
news/index.html — документ index. html, лежащий в папке news.
Префикс http:// можно не указывать.
Примеры адресов:
· НТТР:// WWW.microsoft.com — адрес в сети с протоколом обмена данными HTTP;
· FTP:// FTP.microsoft.com — адрес в сети с протоколом обмена данными FTP;
· www.ssga.ru — адрес сайта СГГА;
· ssga.ru — двухуровневый адрес состоит из доменов первого и второго уровня;
· niigaik.nsk.su — трехуровневый адрес состоит из доменов первого, второго и третьего уровня.
Заключение
В основном, Интернет — самоорганизующаяся структура. Ее узлы и линии связи могут возникать спонтанно в разных уголках Земли по мере возникновения необходимости и создания условий. Но есть регламентирующие организации, которые ведают выдачей IP-адресов и радиочастот, коммуникацией на телефонных станциях и др.
Имена старших доменов присваивают специальные организации, потому что эти имена должны быть уникальными. Международной организацией, контролирующей распределение доменных имен, является ICANN — Internet Corporation for Assigned Names and Numbers.
С 2002 г. Минсвязи РФ является администратором национального домена RU. Оно участвует в разработке нормативных документов, определяющих порядок регистрации доменов второго уровня в национальном домене RU, а также в создании демократичной сбалансированной системы по управлению доменом RU с участием представителей государства и интернет-сообщества. Контроль за деятельностью администратора национального домена RU осуществляет российское интернет-сообщество в лице некоммерческой организации «Координационный центр национального домена сети Интернет». В состав этого центра входят эксперты десятков телекоммуникационных компаний и научных сетей.
1. Новиков Ю.В., Кондратенко С. В. — Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. М.: Издательство ЭКОМ, 2007.
2. Спортак Марк, Паппас Френк и др. — Компьютерные сети и сетевые технологии. К.: ООО «ТИД «ДС», 2008.
3. Олифер Г. В., Н. А. Олифер — Компьютерные сети. СПБ: Издательство «Питер», 2010.
4. Шиндер Д. Л. Основы компьютерных сетей, М.: Издательский дом «Вильямс», 2009