Поняття і призначення комп’ютерних мереж

Вступ

Сучасній людині важко уявити собі життя без різних засобів зв’язку. Пошта, телефон, радіо та інші комунікації  перетворили людство в єдиний “живий” організм, змусивши його обробляти  величезний потік інформації. Підручним засобом для обробки інформації став комп’ютер.

Однак масове використання окремих, не взаємозв'язаних комп’ютерів породжує ряд серйозних проблем: як зберігати  використовувану інформацію, як зробити  її загальнодоступною, як обмінюватися цією інформацією з іншими користувачами, як спільно використовувати дорогі ресурси (диски, принтери, сканери, модеми) декільком користувачам. Рішенням цих проблем є об’єднання комп’ютерів у єдину комунікаційну систему – комп’ютерну мережу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зміст

Вступ

Теоритична  частина

1.Поняття і призначення комп’ютерних мереж

   1.1.Процес передачі даних в комп’ютерній мережі

   1.2.Апаратна реалізація передавання даних

   1.3.Класифікація комп’ютерних мереж

2.Топології комп'ютерних мереж

    2.1. Топологія «зірка»

    2.2.Топологія «кільце»

    2.3.Топологія «загальна шина»

3.Мережева архітектура

    3.1. Семирівнева модель комп’ютерних мереж

    3.2. Протоколи комп’ютерних мереж

Практична частина

Розділ 1

   1.1Призначення локальних обчислювальних мереж.

   1.2 Визначення локальної обчислювальної мережі

   1.3.Місце та значення запропонованої теми у галузі компю’терних мереж.

Розділ 2

   2.1.Аналіз та обгрунтування вибору топології мережі

Розділ 3

  3.1. Конфігурація обчилювальної мережі

  3.2 Вибір мережного обладнання

  3.3 Фізичне розташування комп’ютерів та іншого обладнання

  3.4. План структурованої кабельної системи

  3.5. Захист інформації в мережі

Розділ 4

   4.1.Мережне програмне забезпечення

   4.2.Способи підключення до Інтернет

Розділ 5

 

Розділ 6

   6.1.Можливості подальшого розвитку мережі

Розділ 7

   7.1 Загальна вартість проекту мережі

Висновок

Список використаної літератури

 

Теоритична частина

1. Поняття і призначення комп’ютерних мереж

 

1.1Процес передачі  даних в комп’ютерній мережі

Комп’ютерна мережа – це система  розподіленої обробки інформації між комп’ютерами за допомогою засобів зв’язку.

Комп’ютерна мережа являє собою  сукупність територіально рознесених комп’ютерів, здатних обмінюватися між собою повідомленнями через  середовище передачі даних.

Передача інформації між  комп’ютерами відбувається за допомогою електричних сигналів, які бувають цифровими та аналоговими. У комп’ютері використовуються цифрові сигнали у двійковому вигляді, а під час передачі інформації по мережі – аналогові (хвильові). Частота аналогового сигналу – це кількість виникнень хвилі у задану одиницю часу. Аналогові сигнали також використовуються модеми, які двійковий ноль перетворюють у сигнал низької частоти, а одиницю – високої частоти.

Комп’ютери підключаються  до мережі через вузли комутації. Вузли комутації з’єднуються між собою канали зв’язку. Вузли комутації разом з каналами зв’язку утворюють середовище передачі даних. Комп’ютери, підключені до мережі, у літературі називають вузлами, абонентськими пунктами чи робочими станціями. Комп’ютери, що виконують функції керування мережею чи надають які-небудь мережеві послуги, називаються серверами. Комп’ютери, що користуються послугами серверів, називаються клієнтами.

1.2 Апаратна реалізація  передавання даних

Кожен комп’ютер, підключений до мережі, має ім’я (адресу). Комп’ютерні мережі можуть обмінюватися між собою інформацією у вигляді повідомлень. Природа цих повідомлень може бути різна (лист, програма, книга і т.д.). У загальному випадку повідомлення по шляху до абонента-одержувача проходить декілька вузлів комутації. Кожний з них, аналізуючи адресу одержувача в повідомленні і володіючи інформацією про конфігурацією мережі, вибирає канал зв’язку для наступного пересилання повідомлення. Таким чином, повідомлення “подорожує” по мережі, поки не досягає абонента-одержувача.

Для підключення до мережі комп’ютери повинні мати:

апаратні засоби, що з’єднують  комп’ютери із середовищем передачі даних;

мережеве програмне забезпечення, за допомогою якого здіснюється доступ до послуг мережі.

У світі існують тисячі різноманітних комп’ютерних мереж. Найбільш істотними ознаками, що визначають тип мережі, є ступінь територіального розсередження, топологія і застосовані методи комутації.

 

1.3 Класифікація комп’ютерних  мереж

В залежності від принципу побудови мережі розрізняють локальні та глобальні мережі. Локальні мережі призначені для використання в межах одного приміщення чи однієї організації. Глобальні ж мережі створюються для з'єднання комп'ютерів, що розташовані на значних відстанях один від одного. Локальні мережі поділяються на однорангові та багаторангові. В однорангових мережах всі користувачі мають однакові права. Користувачі такої мережі можуть здійснювати обмін даних між собою, використовувати спільні ресурси (принтери, диски і т.д.) Прикладом такої мережі може служити мережа на базі операційної системи Wіndows`95.

Багаторангова мережа відрізняється  від однорангової тим, що в ній  використовується один або декілька (у випадку використання великої  кількості робочих місць) більш  потужних комп'ютерів, які називаються  сервером. Всі інші комп'ютери такої мережі називаються робочими станціями. Сервер призначений для керування роботою мережі, збереження загальної інформації. Перевагою мереж такого типу є можливість здійснювати керування правами користувачів такої мережі.

Однак локальні мережі не можуть повністю задовольнити всі потреби в обміні інформацією між комп'ютерами. Локальні мережі різних установ можна з'єднувати між собою за допомогою каналів зв'язку (телефонного, радіорелейного, супутникового та ін.), тим самим, утворюючи розподілені обчислювальні системи і мережі різного призначення. Головне призначення глобальних мереж – використання різноманітних інформаційних ресурсів користувачами з різних організацій, міст, країн. Глобальні мережі поділяються на регіональні та міжнародні. Регіональні мережі призначені для використання користувачами певного регіону. В Україні існує декілька мереж регіонального призначення – УкрПак, мережа податкової адміністрації, залізниці, УМВС та інш. Глобальні мережі мають користувачів у всьому світі.

Існує декілька загальновідомих всесвітніх мереж. Це такі мережі як: FіdoNet, ІnterNet, EuroNet, система міжбанківських розрахунків SWFІT. Широке розповсюдження отримала в країнах колишнього Радянського Союзу мережа RelCom.

Однак найвідомішою з них є всесвітня  мережа ІnterNet - найбільша глобальна комп'ютерна мережа, що зв'язує десятки мільйонів абонентів у більш як 170 країнах світу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Топології комп'ютерних мереж

 

При проектуванні мережі в першу чергу треба  розробити її топологію. При правильному  підході до цього питання мають бути ретельно проаналізованими такі характеристики мережі, як передбачувані обсяги інформації, яка буде оброблюватися, кількість робочих станцій та серверів, типи з’єднань, необхідна швидкість передачі данних, поділ мережі на сегменти тощо. Від неупередженого підходу до цього питання залежить майбутня продуктивність мережі.

В загальному випадку, топологією можна назвати форму розміщення кабелів, які з’єднують всі компоненти мережі. Існують три основних типи топологій: в вигляді шини, зірки та кільця. Використовуються також різні варіанти їх комбінацій. Розрізняють також фізичну топологію, яка визначає фізичне розміщення вузлів та з’єднань (шина, зірка, кільце), і логічну, при якій визначаються напрям і порядок обробки потоків данних (шина, кільце).

2.1. Топологія «зірка»

Кожен комп'ютер через мережевий адаптер під-лягає  окремим кабелем об'єднуючого  пристрою. Всі спільнота-ня проходять  через центральний пристрій, який обробляє вступників повідомлення і  направляє їх до потрібних або всім комп'ютерам (рис.1).

Зіркоподібна  структура частіше за все передбачає знаходження в центральному вузлі  спеціалізованої ЕОМ або концентратора.

Переваги «зірки»:

• простота периферійного  обладнання;

• кожен користувач може працювати незалежно від  решти вачів;

• високий рівень захисту даних;

• легке виявлення  несправності в кабельній мережі.

Недоліки «зірки»:

• вихід з  ладу центрального пристрою веде до зупинки  всієї мережі;

• висока вартість центрального пристрою;

• зменшення  продуктивності мережі з збільшенням числа комп'ютерів, підключених до мережі.

2.2. Топологія «кільце»

Всі комп'ютери  з'єднуються один з одним в  кільце. Тут користувачі мережі рівноправні. Інформація по мережі завжди передаються  в одному напрямку (рис.2). Кільцева мережа вимагає спеціаль-них повторювачів, які, взявши інформацію, передають її далі як би по естафеті; копіюють в свою пам'ять (буфер), якщо інформація перед-призначається їм; змінюють деякі службові розряди, якщо це їм раз-вирішено. Інформацію з кільця видаляє той вузол, який її послав.

Переваги «кільця»:

• відсутність  дорогого центрального пристрою;

• легкий пошук  несправних вузлів;

• відсутня проблема маршрутизації;

• пропускна  здатність мережі ділиться між усіма  поль-зователя, тому всі користувачі  гарантовано після-послідовно отримують доступ до мережі;

• простота контролю помилок.

Недоліки «кільця»:

• важко включити в мережу нові комп'ютери;

• кожен комп'ютер повинен активно брати участь у пересиланні інформації, для  цього потрібні ресурси, щоб не було, затримання і жек в основній роботі цих комп'ютерів;

• у разі виходу з ладу хоча одного комп'ютера або  відрізка кабелю вся мережа паралізується.

2.3. Топологія «загальна шина»

Загальна шина найбільш широко розповсюдженим в локальних  обчислювальних мережах. Топологія  «загальна шина» передбачає використання одного кабелю (шини), до якого безпосереднім-ного підключаються всі комп'ютери мережі (рис.3). У даному випадку ка-бель використовується всіма станціями по черзі, тобто шину може захопити в один момент тільки одна станція. Доступ до мережі (до кабелю) здійсню-ється шляхом змагання між користувачами. У мережі приймаються спеці-альні заходи для того, щоб при роботі з загальним кабелем комп'ютери не заважали один одному передавати дані. Конфлікти, що виникають доз-шаются відповідними протоколами. Інформація передається на всі станції відразу.

Переваги «обший шини»:

• простота побудови мережі;

• мережу легко  розширюється;

• ефективно  використовується пропускна здатність  каналу;

• надійність вище, тому що вихід з ладу окремих комп'ютерів не порушить працездатності мережі в цілому.

Недоліки «загальної шини»:

• обмежена довжина  шини;

• немає автоматичного  підтвердження прийому повідомлень;

• можливість виникнення зіткнень (колізій) на ши-ні, коли намагаються  передати інформацію відразу кілька станцій;

• низький захист даних;

• вихід з  ладу будь-якого відрізка кабелю веде до порушення працездатності мережі;

• труднощі знаходження  місця обриву.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  Мережева архітектура

3.1. Семирівнева модель комп’ютерних мереж

Розбиття на рівні, або рівнева архітектура, є формою функціональної модульної, яка є центральною при проектуванні сучасних цифрових систем передачі даних. Поняття функціональної модульної (але, можливо, не сам термін) таке ж старе, як і техніка. Надалі слово модуль використовується для позначення як пристрою, так і процесу в деякій обчислювальній системі. Важливо, що модуль виконує деяку виділену функцію. Розробники модуля повинні глибоко розуміти внутрішні деталі і роботу цього модуля. Проте той, хто використовує цей модуль як компонент при побудові складнішої системи, вважатиме його «чорним ящиком», тобто користувача цікавлять входи, виходи і особливо функціональний зв'язок виходів з входами, а не внутрішня робота модуля. Таким чином, чорний ящик — це модуль, який описується характеристикою вхід-вихід. Він може використовуватися разом з іншими чорними ящиками для побудови складнішого модуля, який знову розглядатиметься на вищих рівнях як великий чорний ящик.

Цей підхід до проектування, природно, приводить до ієрархії вкладених модулів. Складна система повинна бути побудована як взаємозв'язана безліч модулів високого рівня і, можливо, деяких додаткових простих модулів, необхідних для реалізації взаємозв'язків і виконання додаткових простих функцій. З погляду найвищого рівня - рівня всієї системи — кожний з цих модулів вважається чорним ящиком, але на наступному нижчому рівні кожен модуль високого рівня розглядається як взаємозв'язана безліч модулів наступного нижчого рівня, знову, можливо, доповнене простими модулями. (Простим модулем називається такий модуль, який не розбивається на модулі нижчого рівня.) Кожен модуль наступного нижчого рівня знову розбивається на модулі ще нижчого рівня і так далі до найнижчого рівня ієрархічного ланцюга.