КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ.
Компьютерная сеть - это система обмена информацией между компьютерами. Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.информации физические явления электрических сигналов электромагнитного излучения Сигнал материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений в системе связи. Сигнал может генерироваться, но его приём не обязателен, в отличие от сообщения, которое должно быть принято принимающей стороной, иначе оно не является сообщением. Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются в соответствии с передаваемым сообщением.носитель информации сообщений системе связи сообщения
Коммуникационная сеть – система, состоящая из объектов, осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и потребления продукта, называемых пунктами (узлами) сети, и линий передачи (связей, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу продукта между пунктами. Информационная сеть – коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация. Вычислительная сеть – информационная сеть, в состав которой входит вычислительное оборудование. Компонентами вычислительной сети могут быть ЭВМ и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети.
Среда передачи данных – совокупность линий передачи данных и блоков взаимодействия (т.е. сетевого оборудования, не входящего в станции данных), предназначенных для физической передачи данных между станциями данных. Линия передачи данных – средства, которые используются в информационных сетях для соединения между собой узлов сети и распространения сигналов в нужном направлении. Примерами линий передачи данных являются коаксиальный кабель, витая пара проводов. Канал передачи данных – средства двустороннего обмена данными, включающие аппаратуру окончания канала данных и линию передачи данных.
Классификация
По территориальной распространенности PANPAN (Personal Area Network) персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу. LANLAN (Local Area Network) локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью. CANCAN (Campus Area Network кампусная сеть) объединяет локальные сети близко расположенных зданий. MANMAN (Metropolitan Area Network) городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей. WANWAN (Wide Area Network) глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей. Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.
По типу функционального взаимодействия Клиент-сервер (англ. Client-server) вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Нередко клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением.англ.программным обеспечением Преимущества Делает возможным, в большинстве случаев, распределение функций вычислительной системы между несколькими независимыми компьютерами в сети. Это позволяет упростить обслуживание вычислительной системы. В частности, замена, ремонт, модернизация или перемещение сервера не затрагивают клиентов. Все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён гораздо лучше большинства клиентов. На сервере проще обеспечить контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами доступа. Позволяет объединить различные клиенты. Использовать ресурсы одного сервера часто могут клиенты с разными аппаратными платформами, операционными системами и т. п. Недостатки Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть. Поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста системного администратора. Высокая стоимость оборудования. Многоуровневая архитектура клиент-сервер разновидность архитектуры клиент- сервер, в которой функция обработки данных вынесена на один или несколько отдельных серверов. Это позволяет разделить функции хранения, обработки и представления данных для более эффективного использования возможностей серверов и клиентов. Сеть с выделенным сервером (англ. Client/Server network) это локальная вычислительная сеть (LAN), в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции или клиенты (такие, как ПК) должны обращаться к ресурсам сети через сервер(ы).англ.локальная вычислительная сеть (LAN)
Однора́нговая, децентрализо́ванная или пи́ринговая (от англ. peer-to-peer, P2P равный к равному) сеть это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. В такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.англ.оверлейная компьютерная сеть серверы клиентом клиент-сервера пиры Устройство одноранговой сети Например, в сети есть 12 машин, при этом каждая может связаться с любой из них. Каждая из этих машин может посылать запросы на предоставление каких-либо ресурсов другим машинам в пределах этой сети и, таким образом, выступать в роли клиента. Будучи сервером, каждая машина должна быть способной обрабатывать запросы от других машин в сети, отсылать то, что было запрошено. Каждая машина также должна выполнять некоторые вспомогательные и административные функции (например, хранить список других известных машин-«соседей» и поддерживать его актуальность). Любой член данной сети не гарантирует свое присутствие на постоянной основе. Он может появляться и исчезать в любой момент времени. Но при достижении определённого критического размера сети наступает такой момент, что в сети одновременно существует множество серверов с одинаковыми функциями. Пример такой сети: I2P, Gnutella2.I2PGnutella2
Пир (англ. peer) равноправный участник (пользователь) сети, предоставляющий сервисы другим участникам одноранговой сети и сам пользующийся их сервисами. Часто так называется клиент, участвующий в раздаче в файлообменных сетях. Является противоположностью клиента или сервера в архитектуре клиент-сервер, поскольку и предоставляет сервисы, и пользуется ими.англ.одноранговой сети файлообменных сетях клиент-сервер В BitTorrent-сетях пиры бывают 2 видов: сидеры или сиды те, кто имеет файл/пакет полностью и только раздаёт его, и личеры или личи те, кто имеет ещё неполный файл/пакет и качает его с сидоров и личеров + раздаёт другим лидерам.BitTorrentсидерыличеры Личер (англ. leecher, от leech «пиявка») пользователь интернета, пользующийся ресурсами, предоставляемыми другими, но не предлагающий ничего взамен.англ.пиявка интернета Сид, иногда сидер (англ. seeder сеятель) пир, имеющий все сегменты распространяемого файла, то есть либо начальный распространитель файла, либо уже скачавший весь файл и оставшийся на раздаче.англ.
Многоранговые (иерархические) сети В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обработкой данных, их представлением пользователям, выполняет центральный компьютер, называемый сервером. Сервер (host-компьютер) – главный компьютер, управляющий работой сети. Достоинства иерархических систем: ·отработанная технология обеспечения отказоустойчивости, сохранности данных; ·надежная система защиты информации и обеспечения секретности. Недостатки: ·высокая стоимость аппаратного и программного обеспечения; ·высокие эксплуатационные расходы. По организации взаимодействия принято выделять два типа иерархических систем: ·сеть с невыделенным сервером – сеть, где функции рабочей станции и сервера совмещены; ·сеть с выделенным сервером.
Протокол – это совокупность соглашений относительно способа представления данных, обеспечивающего их передачу в нужных направлениях и правильную интерпретацию данных всеми участниками процесса информационного обмена.
Классификация сетей Вычислительные сети классифицируются по ряду признаков. В зависимости от расстояний между связываемыми узлами различают вычислительные сети:· территориальные – охватывающие значительное географическое пространство; среди территориальных сетей можно выделить сети региональные и глобальные, имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы; региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network), а общее англоязычное название для территориальных сетей – WAN (Wide Area Network); ·локальные (ЛВС) – охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на км); локальные сети обозначают LAN (Local Area Network); ·корпоративные (масштаба предприятия) – совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или нескольких близко расположенных зданиях. - Сеть Internet.
Топология – геометрическое отображение отношений в сети. По типу сетевой топологии
Шина (топология компьютерной сети) Топология Топология типа общая ши́на, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.рабочие станциитерминаторы Работа в сети Топология общая шина предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет кому адресовано сообщение и если ей, то обрабатывает его. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных, применяется либо «несущий» сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» МАРКЕР остальным станциям.компьютеры
Шина самой своей структурой допускает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, потому что линия связи единственная. В противном случае переданная информация будет искажаться в результате наложения (конфликта, коллизии). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно).сетевого оборудования В топологии «шина» отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, которая увеличивает ее надежность (ведь при отказе любого центра перестает функционировать вся управляемая этим центром система). Добавление новых абонентов в шину достаточно простое и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины нужно минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другой топологией. Правда, нужно учесть, что к каждому компьютеру (кроме двух крайних) подходит два кабеля, что не всегда удобно. Шине не страшны отказы отдельных компьютеров, потому что все другие компьютеры сети могут нормально продолжать обмен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети. Может показаться, что шине не страшен и обрыв кабеля, поскольку в этом случае остаются две полностью работоспособных шины. Однако из-за особенности распространения электрических сигналов по длинным линиям связи необходимо предусматривать включение на концах шины специальных устройств Терминаторов. Терминаторов
Без включения терминаторов сигнал отражается от конца линии и искажается так, что связь по сети становится невозможной. Таким образом при разрыве или повреждении кабеля нарушается согласование линии связи, и прекращается обмен даже между теми компьютерами, которые остались соединенными между собой. Короткое замыкание в любой точке кабеля шины выводит из строя всю сеть. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправности в сети затруднен. Любой отказ сетевого оборудования в шине очень трудно локализовать, потому что все адаптеры включены параллельно, и понять, который из них вышел из строя, не так-то просто. При построении больших сетей возникает проблема ограничения на длину связи между узлами, в таком случае сеть разбивают на сегменты. Сегменты соединяются различными устройствами повторителями, концентраторами или хабами. Например, технология Ethernet позволяет использовать кабель длиной не более 185 метров. Ethernet
Достоинства Небольшое время установки сети; Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств); Простота настройки; Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети. Недостатки Неполадки в сети, такие как обрыв кабеля и выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети; Сложная локализация неисправностей; С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети. Шинная топология представляет собой топологию, в которой все устройства локальной сети подключаются к линейной сетевой среде передачи данных. Такую линейную среду часто называют каналом, шиной или трассой. Каждое устройство, например, рабочая станция или сервер, независимо подключается к общему шинному кабелю с помощью специального разъема. Шинный кабель должен иметь на конце согласующий резистор, или терминатор, который поглощает электрический сигнал, не давая ему отражаться и двигаться в обратном направлении по шине.
Преимущества и недостатки шинной топологии Типичная шинная топология имеет простую структуру кабельной системы с короткими отрезками кабелей. Поэтому по сравнению с другими топологиями стоимость ее реализации невелика. Однако низкая стоимость реализации компенсируется высокой стоимостью управления. Фактически, самым большим недостатком шинной топологии является то, что диагностика ошибок и изолирование сетевых проблем могут быть довольно сложными, поскольку здесь имеются несколько точек концентрации. Так как среда передачи данных не проходит через узлы, подключенные к сети, потеря работоспособности одного из устройств никак не сказывается на других устройствах. Хотя использование всего лишь одного кабеля может рассматриваться как достоинство шинной топологии, однако оно компенсируется тем фактом, что кабель, используемый в этом типе топологии, может стать критической точкой отказа. Другими словами, если шина обрывается, то ни одно из подключенных к ней устройств не сможет передавать сигналы.
Кольцо (топология компьютерной сети) Кольцо́ это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.топологиязвездытерминаторов Работа в сети кольца заключается в том, что каждый компьютер ретранслирует (возобновляет) сигнал, то есть выступает в роли репитера, потому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Четко выделенного центра в этом случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Однако достаточно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует обмен. Понятно, что наличие такого управляющего абонента снижает надежность сети, потому что выход его из строя сразу же парализует весь обмен. Компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии). Одни из них обязательно получают информацию от компьютера, который ведет передачу в этот момент, раньше, а другие позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на «кольцо». В этих методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру. шинной топологии
Подключение новых абонентов в «кольцо» обычно совсем безболезненно, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае топологии «шина», максимальное количество абонентов в кольце может быть достаточно большое (1000 и больше). Кольцевая топология обычно является самой стойкой к перегрузкам, она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками переданной по сети информации, потому что в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды).шиназвезды В кольце, в отличие от других топологий (звезда, шина), не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их далее, если они адресованы не ему. Список адресатов генерируется компьютером, являющимся генератором маркера. Сетевой модуль генерирует маркерный сигнал (обычно порядка 210 байт во избежание затухания) и передает его следующей системе (иногда по возрастанию MAC-адреса). Следующая система, приняв сигнал, не анализирует его, а просто передает дальше. Это так называемый нулевой цикл.звездашинакомпьютер
Достоинства Простота установки; Практически полное отсутствие дополнительного оборудования; Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий. Недостатки Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети; Сложность конфигурирования и настройки; Сложность поиска неисправностей. Необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции. Применение Наиболее широкое применение получила в волоконно-оптических сетях. Используется в стандартах FDDI, Token ring.волоконно-оптическихFDDIToken ring
Двойное кольцо (топология компьютерной сети) Двойное кольцо это топология, построенная на двух кольцах. Первое кольцо основной путь для передачи данных. Второе резервный путь, дублирующий основной. При нормальном функционировании первого кольца, данные передаются только по нему. При его выходе из строя, оно объединяется со вторым и сеть продолжает функционировать. Данные при этом по первому кольцу передаются в одном направлении, а по второму в обратном. Примером может послужить сеть FDDI.топологиякольцахFDDI
Звезда (топология компьютерной сети)
Звезда́ базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе не возможны, потому что управление полностью централизовано.топологиякомпьютерной сетикомпьютерыкоммутаторсегмент сетисетевой топологии Работа в сети Рабочая станция Рабочая станция, с которой необходимо передать данные, отсылает их на концентратор. В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям нужно будет подождать случайный промежуток времени, чтобы возобновить передачу данных. Этот недостаток отсутствует на сетевом устройстве более высокого уровня коммутаторе, который, в отличие от концентратора, подающего пакет на все порты, подает лишь на определенный порт получателю. Одновременно может быть передано несколько пакетов. Сколько зависит от коммутатора.
Активная звезда В центре сети содержится компьютер, который выступает в роли сервера.компьютер Пассивная звезда В центре сети с данной топологией содержится не компьютер, а концентратор, или коммутатор, что выполняет ту же функцию, что и повторитель. Он возобновляет сигналы, которые поступают, и пересылает их в другие линии связи. Все пользователи в сети равноправны.компьютер концентраторкоммутатор повторитель
Достоинства выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом; хорошая масштабируемость сети;масштабируемость лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети; высокая производительность сети (при условии правильного проектирования); гибкие возможности администрирования. Недостатки выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом; для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий; конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.
Ячеистая топология
Ячеистая топология базовая полносвязная топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими рабочими станциями этой же сети. Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и переизбыточным расходом кабеля. Каждый компьютер имеет множество возможных путей соединения с другими компьютерами. Обрыв кабеля не приведёт к потере соединения между двумя компьютерами.топологиякомпьютерной сетирабочая станция кабеля Получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. Эта топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей.
Комбинированная топология Наряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Вычислительные сети с комбинированной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде, или в случае объединения локальных сетей с их архитектурой в более крупную сеть. Для подключения большого числа рабочих станций применяют сетевые усилители и/или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором. Пассивный концентратор обычно используют как разветвитель. Он не нуждается в усилителе. Предпосылкой для подключения пассивного концентратора является то, что максимально возможное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров.
По типу среды передачи Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель)телефонный проводкоаксиальный кабельвитая пара волоконно-оптический кабель Беспроводные Беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне)радиоволнам
Телефонный распределительный провод (ТРП) двух- или четырёхжильный телефонный кабель, предназначенный для стационарной скрытой и открытой абонентской проводки телефонной или трансляционной распределительной сети внутри помещений.телефонныйкабель Считается морально устаревшим ввиду ненадёжности, низкой помехозащищённости, невозможности высокоскоростной передачи данных, неудобств при разделке и оконечивании. Однако ввиду своей низкой стоимости находит применение в телефонной разводке внутри помещений, так как является самым дешёвым решением (благодаря своей примитивной конструкции) во многих ситуациях. В отличие от более продвинутых аналогов витой пары 1 и 2 категорий, токопроводящие жилы ТРП не скручиваются (жилы располагаются параллельно, кабель плоский), благодаря чему он получил прозвище лапша по схожести внешнего вида с макаронными изделиями. витой парылапшамакаронными изделиями Конструкция телефонного распределительного провода: 1 токопроводящая медная жила; 2 полиэтиленовая изоляция
Коаксиа́льный ка́бель (коаксиальная пара) Пара, проводники которой расположены соосно и разделены изоляцией [1]. [1] Коаксиа́льный ка́бель (от лат. co совместно и axis ось, то есть «соосный»), также известный как коаксиал (от англ. coaxial), электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов.лат.англ.кабель
Коаксиальный кабель (см. рисунок) состоит из: 4 (A) оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида, повива фторопластовой ленты или иного изоляционного материала; 3 (B) внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава; 2 (C) изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно- трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;полиэтиленфторопластдиэлектрического заполнения 1 (D) внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омедненного алюминия, посеребренной меди и т. п.медистали Благодаря совпадению центров обоих проводников, а также определенному соотношению между диаметром центральной жилы и экрана, внутри кабеля в радиальном направлении образуется режим стоячей волны, позволяющий снизить потери электромагнитной энергии на излучение почти до нуля. В то же время экран обеспечивает защиту от внешних электромагнитных помех.стоячей волныизлучение Устройство коаксиального кабеля 1 внутренний проводник (медная проволока), 2 изоляция (сплошной полиэтилен), 3 внешний проводник (оплётка из меди), 4 оболочка (светостабилизированный полиэтилен).
Применение Основное назначение коаксиального кабеля передача сигнала в различных областях техники: системы связи; вещательные сети; компьютерныекомпьютерные сети; антенно-фидерные системы;фидерные АСУАСУ и другие производственные и научно-исследовательские технические системы; системы дистанционного управления, измерения и контроля; системы сигнализации и автоматики;автоматики системы объективного контроля и видеонаблюдения; каналы связи различных радиоэлектронных устройств мобильных объектов (судов, летательных аппаратов и др.); внутриблочные и межблочные связи в составе радиоэлектронной аппаратуры; каналы связи в бытовой и любительской технике; военная техника и другие области специального применения. Кроме канализации сигнала, отрезки кабеля могут использоваться и для других целей: кабельные линии задержки;линии задержки четвертьволновые трансформаторычетвертьволновые трансформаторы; симметрирующие и согласующие устройства; фильтрыфильтры и формирователи импульса.
Вита́я па́ра (англ. twisted pair) вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.англ.кабеляпроводников Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.электромагнитных помехдифференциальных сигналов структурированных кабельных системEthernet ArcnetToken ringлокальных сетей Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C, который часто неверно называют RJ45. А еще есть 7A категория 8P8CRJ45
Оптическое волокно Опти́ческое волокно́ нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.светаполного внутреннего отражения Волоконная оптика Волоконная оптика раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на бо́льшие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков. волоконно-оптической связидатчиков
Материалы Стеклянные оптические волокна делаются из кварцевого стекла, но для дальнего инфракрасного диапазона могут использоваться другие материалы, такие как флуоро-цирконат, флуоро-алюминат и халькогенидные стекла. Как и другие стекла, эти имеют показатель преломления около 1,5. В настоящее время развивается применение пластиковых оптических волокон. Сердечник в таком волокне изготовляют из полиметилметакрилата (PMMA), а оболочку из фторированных PMMA (фторполимеров).полиметилметакрилата
Основное применение оптические волокна находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния и возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи. Уже к 2006-му году была достигнута скорость модуляции 111 ГГц [2][3], в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду. [2][3] спектрального уплотнения каналов
Беспроводные компьютерные сети Беспроводные компьютерные сети это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.сетиEthernet
Существует два основных направления применения беспроводных компьютерных сетей: Работа в замкнутом объеме (офис, выставочный зал и т. п.); Соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети).локальных сетей Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются передатчики со всенаправленными антеннами. Стандарт IEEE определяет два режима работы сети Ad-hoc и клиент-сервер. Режим Ad-hoc (иначе называемый «точка-точка») это простая сеть, в которой связь между станциями (клиентами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. В режиме клиент-сервер беспроводная сеть состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных клиентских станций. Поскольку в большинстве сетей необходимо обеспечить доступ к файловым серверам, принтерам и другим устройствам, подключенным к проводной локальной сети, чаще всего используется режим клиент-сервер. Без подключения дополнительной антенны устойчивая связь для оборудования IEEE b достигается в среднем на следующих расстояниях: открытое пространство 500 м, комната, разделенная перегородками из неметаллического материала 100 м, офис из нескольких комнат 30 м. Следует иметь в виду, что через стены с большим содержанием металлической арматуры (в железобетонных зданиях таковыми являются несущие стены) радиоволны диапазона 2,4 ГГц иногда могут вообще не проходить, поэтому в комнатах, разделенных подобной стеной, придется ставить свои точки доступа.IEEE Ad-hocклиент-серверточка-точкаточки доступа
Для соединения удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети) используется оборудование с направленными антеннами, что позволяет увеличить дальность связи до 20 км (а при использовании специальных усилителей и большой высоте размещения антенн до 50 км). Причем в качестве подобного оборудования могут выступать и устройства Wi-Fi, нужно лишь добавить к ним специальные антенны (конечно, если это допускается конструкцией). Комплексы для объединения локальных сетей по топологии делятся на «точку-точку» и «звезду». При топологии «точка-точка» (режим Ad-hoc в IEEE ) организуется радиомост между двумя удаленными сегментами сети. При топологии «звезда» одна из станций является центральной и взаимодействует с другими удаленными станциями. При этом центральная станция имеет всенаправленную антенну, а другие удаленные станции однонаправленные антенны. Применение всенаправленной антенны в центральной станции ограничивает дальность связи дистанцией примерно 7 км. Поэтому, если требуется соединить между собой сегменты локальной сети, удаленные друг от друга на расстояние более 7 км, приходится соединять их по принципу «точка-точка». При этом организуется беспроводная сеть с кольцевой или иной, более сложной топологией.антеннамиWi-Fiзвезду
Мощность, излучаемая передатчиком точки доступа или же клиентской станции, работающей по стандарту IEEE , не превышает 0,1 Вт, но многие производители беспроводных точек доступа ограничивают мощность лишь программным путем, и достаточно просто поднять мощность до 0,2-0,5 Вт. Для сравнения мощность, излучаемая мобильным телефоном, на порядок больше(в момент звонка - до 2 Вт). Поскольку, в отличие от мобильного телефона, элементы сети расположены далеко от головы, в целом можно считать, что беспроводные компьютерные сети более безопасны с точки зрения здоровья, чем мобильные телефоны.мобильным телефоном Если беспроводная сеть используется для объединения сегментов локальной сети, удаленных на большие расстояния, антенны, как правило, размещаются за пределами помещения и на большой высоте.
По скорости передач - низкоскоростные (до 10 Мбит/с), - среднескоростные (до 100 Мбит/с), - высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с); По сетевым операционным системам На основе WindowsWindows На основе UNIXUNIX На основе NetWareNetWare
Компоненты ЛВС Сервер Серверу в иерархических (централизованных) сетях принадлежит центральная роль. Следовательно, он должен быть и хорошо оснащен. Его оснащение зависит от числа подключенных рабочих станций. Более старые версии сетей предлагали возможности использования сервера в невыделенном режиме (non dedicated). В этом случае сервер функционирует не только как центральный ПК, но может использоваться и как обычная рабочая станция. Это выгодно в смысле цены, так как экономится одна рабочая станция, но из-за сервера, отвлеченного на решение задач пользователя, испытывает затруднения вся сеть, поэтому рекомендуется использовать сервер только в выделенном режиме (dedicated).
Рабочая станция Рабочая станция – персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы. Однако в отличие от автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелем с сервером. Кроме того, рабочая станция должна иметь сетевую операционную систему или специальную программу, называемую оболочкой сети, при использовании несетевой ОС, которая позволяет ей обмениваться информацией с сервером, другими рабочими станциями и прочими устройствами сети. Оболочка позволяет рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках.
Сетевые карты Сетевая карта устанавливается в один из свободных слотов материнской платы. Сетевые карты являются посредниками между ПК и сетью и передают сетевые данные по системе шин к ЦП и ОЗУ сервера или рабочей станции. В зависимости от используемой технологии и сетевой карты максимальная скорость передачи данных в сети может составлять 10, 100, 1000 Мбит/с.
Шлюзы (gateway) – устройства (компьютер), служащие для объединения сетей с совершенно различными протоколами обмена. Шлюзы выполняют протокольное преобразование для сети, в частности преобразование сообщения из одного формата в другой или из одной системы кодирования в другую. Маршрутизаторы (роутеры). Эти устройства устанавливают соединение в сети. Они обеспечивают достаточно сложный уровень сервиса, так как могут выполнять интеллектуальные функции: выбор наилучшего маршрута для передачи сообщения, адресованного другой сети; управление балансированной нагрузкой в сети путем равномерного распределения потоков данных; защиту данных; буферизацию передаваемых данных; различные протокольные преобразования. Такие возможности маршрутизаторов особенно важны при построении базовых сетей крупных организаций. Модемы и факс-модемы. Факс-модемы, в отличие от модемов, обеспечивают скоростную передачу данных только в одном направлении и используют свои собственные стандарты. Они лучше справляются с передачей информации, чем с приемом. В настоящее время выпускаются и комбинированные модемы (модем данных/факс-модем).
Глобальная сеть Internet Internet – всемирная информационная компьютерная сеть, представляющая собой объединение множества региональных компьютерных сетей и компьютеров, обменивающихся друг с другом информацией по каналам общественных телекоммуникаций (телефонной, радио- и спутниковой связи). Информация в Internet хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяет пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и т. п. Обмен информацией между серверами сети выполняется по высокоскоростным каналам связи. Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется по телефонной сети через провайдера или корпоративную сеть. Провайдер (provider – поставщик сетевых услуг) – лицо или организация, предоставляющая услуги по подключению к компьютерным сетям. В качестве провайдера выступает некоторая организация, имеющая модемный пул для соединения с клиентами и выхода во Всемирную сеть.
Краткая история Internet Internet возникла из оборонного компьютерного проекта ARPANET конца 60-х – начала 70-х гг., направленного на создание коммуникационной сети, способной функционировать даже в условиях атомной войны. Наиболее важным качеством сети, по мнению разработчиков, было отсутствие единого центра управления, который мог бы стать объектом нападения, с целью прекратить ее функционирование. Последующее распространение использования Internet в области исследований, коммерции и, наконец, досуга было неожиданным следствием их работы. Рост числа компьютерных сетей вне ARPANET создал большие трудности, касающиеся соединения одной сети с другой, не из-за различий в аппаратной части, а в силу несовместимости протоколов коммуникации. Для их преодоления был создан новый стандарт коммуникаций, названный TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – протокол управления передачей /межсетевой протокол), который позволил различным сетям соединяться друг с другом.
Интернет – это глобальная компьютерная сеть, которая связывает между собой как пользователей компьютерных сетей, так и пользователей ПК. Интернет медленно (в России) но верно становится основным средством корпоративного общения, уступая пока телефону. По Интернету происходит поиск информации, рассылаются пресс-релизы, устраиваются конференции, выставки, интервью и т.д. Обычный, «домашний» пользователь имеет все шансы по Интернету не только заказать любой товар с доставкой на дом или узнать погоду, но и познакомиться, пообщаться, некоторым даже удается вступить в брак.
Архитектура Internet.
IP-адрес (Internet-адрес) – уникальный номер, приписанный каждому компьютеру, непосредственно присоединенному к Internet. Шлюзы бывают двух типов: внутренние и внешние. Внутренними называют шлюзы, расположенные в небольшой подсети и обеспечивающие связь с более крупной корпоративной сетью. Такие шлюзы поддерживают связь между собой с помощью внутреннего шлюзового протокола IGP (Internal Gateway Protocol). Внешние шлюзы применяются в больших сетях, подобных Internet, настройки их постоянно меняются из-за изменений в мелких подсетях. Связь между внешними шлюзами осуществляется через внешний шлюзовый протокол EGP (Exterior Gateway Protocol).
Хост – это любой компьютер, являющийся постоянной частью Internet, т.е. соединенный по Internet-протоколу с другим хостом, который, в свою очередь, соединен с другими, и так далее. Терминал – это компьютер, не являющийся постоянной частью Internet, но который может подсоединяться к хосту, который является частью Internet. Для того чтобы решить проблему учета миллионов ПК, соединенных в единую сеть, Internet использует уникальные коды – число и имя, которые присваиваются каждому компьютеру. Обычно это имена, но иногда встречаются и числа.
Как уже было сказано, TCP/IP – это сетевой протокол, необходимый для полного использования возможностей Internet, и единственный способ для доступа к ним. Каждый компьютер в сети TCP/IP должен иметь уникальный идентификационный код. Таким образом, каждый компьютер в Internet идентифицируется по уникальному числовому коду, который называется IP-номер. Этот номер состоит из четырех десятичных чисел со значениями от 0 до 255, разделенных точками – ХХХ.ХХХ.ХХХ.ХХХ. Такая схема нумерации позволяет иметь в сети более четырех миллиардов компьютеров. Когда локальная сеть или отдельный компьютер впервые присоединяются к Internet, специальная организация присваивает им IP-номера. Это гарантирует уникальность IP-номеров и правильность подключения.
Имя домена верхнего уровня указывает на домен конкретного компьютера. Это имя обычно выбирают так, чтобы отразить тип организации, в которой установлен этот компьютер. И хотя придерживаться требования об именах необязательно, это считается хорошим тоном. Основные имена доменов верхнего уровня: ·com – commercial (коммерческие); ·edu – educational (образовательные); ·gov – goverment (правительственные); ·mil – military (военные); ·net – network (организации, обеспечивающие работу сети); ·org – organization (некоммерческие организации).
Следует отметить, что эти имена доменов используются только в США; в других странах используется немного другая структура наименования – вместо типа организации имя домена верхнего уровня означает страну, тип организации указывается в секции слева от имени верхнего уровня, причем в разных странах мира приняты разные имена для типов организаций. Приведем некоторые имена доменов верхнего уровня для стран: ·au – Australia (Австралия); ·by – Belarus (Белоруссия); ·ca – Canada (Канада); ·de – Germany (Германия); ·dk – Denmark (Дания); ·fr – France (Франция); ·il – Israel (Израиль); ·jp – Japan (Япония); ·ru – Russia (Россия); ·su – Soviet Union (Советский Союз – поддерживается, но не распределяется); ·ua – Ukraine (Украина); ·uk – United Kingdom (Соединенное Королевство Великобритания / Англия);