Назначение и виды компьютерных сетей

Оглавление

Введение.

.Назначение компьютерных сетей и принципы их построения

.Управление сетью

.Адресация в сети

Заключение

Список использованной литературы

Введение

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».

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.

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 11801 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.

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.

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;

·              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

. Числовой составной адрес (IP-адрес)

. 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.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>- сетевой протокол.intel.com - доменное имя компьютера/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.

Список использованной литературы

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.

.        Олифер Г. В., Н.А.Олифер - Компьютерные сети. СПБ: Издательство «Питер», 2010.

.        Шиндер Д. Л. Основы компьютерных сетей, М.: Издательский дом «Вильямс», 2009