Технічні засоби організації локально-обчислювальних мереж

  «Технічні засоби організації локально-обчислювальних мереж»

Зміст

 

Вступ………………………………………………………………….………...3

1. Сутність локально-обчислювальних мереж………………...…………..4-9

2. Топологія локальних мереж, технічні засоби ЛОМ…………...........10-13

Висновок…………………………………………………………………..….14

Список використаної літератури……………………………………………15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

   На базі економічної та високопродуктивної електронної техніки у 80-х роках визначилась нова тенденція розвитку інформаційно-обчислювальної техніки - створення локальних обчислювальних мереж LAN (Local Area Network) різноманітного призначення. Локальна обчислювальна мережа - це комунікаційна мережа, яка забезпечує в межах деякої обмеженої території взаємозв’язок для широкого кола програмних продуктів. Вона підтримує зв’язок між ЕОМ, терміналами, обладнанням, забезпечує сумісне.використання.ресурсів.                                                                      
   Спочатку локальні обчислювальні мережі створювалися для наукових цілей з метою сумісного використання загальних ресурсів. Це пояснювалось тим, що в багатьох випадках широко розповсюджені персональні комп’ютери не забезпечували створення та функціонування достатньо потужних автоматизованих інформаційних систем через недостатність власних ресурсів. Сьогодні найпоширенішими стають локальні обчислювальні мережі комерційного призначення.¹          
   Актуальність даної теми полягає у тому що постійне зростання обсягів інформації, що передається у обчислювальних системах та мережах обумовлює для них актуальність проблем швидкісних передачі та комутації даних. В наш час виділено широке коло питань, ефективне вирішення яких можливе тільки з використанням надпотужних обчислювальних.ресурсів.                                                                                
   Метою дослідження є підвищення продуктивності у локально-обчислювальних мережах, передачі даних шляхом розробки нових методів та.засобів.паралельної.комутації.пакетів.    

 

 

1. Сутність локально-обчислювальних мереж

   Як випливає із назви, локальна комп’ютерна мережа є системою, яка охоплює відносно невеликі віддалі. Міжнародний комітет IEEE802 (Інститут інженерів по електроніці і електротехніці, США), що спеціалізується на стандартизації в галузі локальних комп’ютерних мереж, дає наступне визначення цим системам: “Локальні комп’ютерні мережі відрізняються від інших видів мереж тим, що вони звичайно обмежені невеликим географічним районом, таким, як група поруч розташованих будівель, і, в залежності від каналів зв’язку здійснюють передачу даних в діапазонах швидкостей від помірних до високих з низьким рівнем помилок.” Значення параметрів району, загальна протяжність, кількість вузлів, швидкість передачі і топологія локальної обчислювальної мережі можуть бути різними, але комітет IEEE802 обмежує використання в локальних мережах кабелів довжиною до кількох кілометрів, підтримки декількох сотень станцій різноманітної топології при швидкості передачі інформації.порядку.1-2.і.більше.Мбіт/с”.                                                         
   Локальні комп’ютерні мережі - це системи розподіленої обробки даних і, на відміну від глобальних та регіональних комп’ютерних мереж, охоплюють невеликі території (діаметром 5-10 км) всередині окремих контор, банків, бірж, вузів, установ, науково-дослідних організацій і т.д. При допомозі загального каналу зв’язку локальна мережа може об’єднувати від десятків до сотень абонентських вузлів, що включають персональні комп’ютери, зовнішні запам’ятовуючі пристрої, дисплеї, друкуючі і копіюючі пристрої, касові і банківські апарати, інтерфейсні схеми та інші. Локальні мережі можуть під’єднуватися до інших локальних і великих (регіональних або глобальних) мереж ЕОМ за допомогою спеціальних шлюзів, мостів і маршрутизаторів, які реалізуються на спеціалізованих пристроях або на персональних комп’ютерах з відповідним програмним забезпеченням.

   Відносно невелика складність і вартість локальних обчислювальних мереж, основу яких складають персональні комп’ютери, забезпечують широке використання їх в сферах автоматизації комерційної, банківської та інших видів діяльності, діловодства, технологічних і виробничих процесів, для створення розподілених управлінських, інформаційно-довідкових, контрольно-вимірювальних систем, систем промислових роботів і гнучких промислових виробництв. В більшості випадків успіх використання локальних мереж обумовлений їх доступністю масовому користувачу, з одного боку, і тими соціально-економічними наслідками, які вони вносять в різноманітні види людської діяльності з іншого. Якщо на початку своєї діяльності локальні мережі здійснювали обмін міжмашинною і міжпроцесорною інформацією, то на наступних стадіях свого розвитку вони дозволяють передавати, в доповненні до цього, текстову, цифрову, графічну і мовну інформацію. Завдяки цьому почали з’являтися центри машинної обробки ділової (документальної) інформації - наказів, звітів, відомостей, калькуляцій, рахунків, листів і т.д. Такі центри об’єднали певну кількість автоматизованих робочих місць і стали новим етапом на шляху створення в майбутньому безпаперових технологій для застосування в керівних, фінансових, облікових та інших підрозділах. Це дозволило відмовитись від громіздких, незручних і трудомістких карткових каталогів, конторських і бухгалтерських книг та іншого, замінивши їх компактними і зручними комп’ютерними носіями інформації - магнітними і оптичними дисками, магнітними стрічками і т.д. У разі необхідності можна легко отримати копію документа на паперовому носії.     
   Види.класифікацій.локальних.обчислювальних.мереж                            
   Широка і постійно зростаюча номенклатура локальних обчислювальних мереж, мережні програмні продукти і технології покладають на потенційного користувача складну задачу вибору потрібної системи з великої кількості існуючих. Сьогодні в світі нараховується десятки тисяч різних локальних обчислювальних мереж і для їх розгляду корисно мати систему класифікації. Усталеної класифікації локальних мереж поки що не існує, але для них можна виявити певні класифікаційні ознаки за:

· призначенням;

· типом використовуваних ЕОМ;

· організацією управління;

· організації передачі інформації;

· топологією;

· методах теледоступу;

· фізичних носіях сигналів;

· управлінню доступом до фізичного  середовища передачі і так далі.

   Класифікація за призначенням. За призначенню локальні обчислювальні мережі можна розділити на: керуючі (організаційними, технологічними, адміністративними та іншими процесами), інформаційні (інформаційно-пошукові), розрахункові, інформаційно-розрахункові, обробки документальної.інформації.і.так.далі.                                                     
   Класифікація за типом використовуваних в мережі ЕОМ. За типом використовуваних в мережі ЕОМ локальні мережі можна розділити на однорідні і неоднорідні. Прикладом однорідної локальної обчислювальної мережі може служити мережа DECNET, в яку входять ЕОМ тільки фірми DEC. Часто однорідні локальні обчислювальні мережі характеризуються і однотиповим складом абонентських засобів, наприклад, тільки комплексами машинної графіки або тільки дисплеями. Неоднорідні локальні обчислювальні мережі містять різні класи ЕОМ (мікро-, міні-, великі) і різні моделі всередині класів ЕОМ, а також різне абонентське обладнання.                                                                                              
   Класифікація за організацією управління. За організацією управління однорідні локальні обчислювальні мережі в залежності від наявності (або відсутності) центральної абонентської системи діляться на дві групи. До першої групи відносяться мережі з централізованим управлінням. Для таких мереж характерні велика кількість службової інформації і пріоритетність під’єднаних до моноканалу станцій (по розміщенню або прийнятому пріоритету). В загальному випадку локальна обчислювальна мережа з централізованим управлінням (не обов’язково на основі моноканалу) має централізовану систему (ЕОМ), яка керує роботою мережі.                                                                                                   
   Класифікація за формуванням передачі інформації. По формуванню передачі інформації локальні мережі поділяються на мережі з маршрутизацією інформації і селекцією інформації. Взаємодія абонентських систем з маршрутизацією інформації забезпечується визначенням шляхів передачі блоків даних по адресах їх призначення. Цей процес виконується всіма комунікаційними системами, що знаходяться в мережі. При цьому абонентські системи можуть взаємодіяти по різних шляхах (маршрутах) передачі блоків даних, а для скорочення часу передачі здійснюється пошук найкоротшого по часу маршруту. В мережах з селекцією інформації взаємодія абонентських систем проводиться вибором (селекцією) адресованих їм блоків даних. При цьому всім абонентським системам доступні всі блоки даних, що передаються в мережі. Як правило, це пов’язано з тим, що локальна мережа з селекцією інформації,.будується.на.основі.моноканалу.                                  
   Класифікація за топологією мережі (порівняльна таблиця можливостей). Топологія, тобто конфігурація з’єднання елементів в локальних мережах, притягує до себе увагу більше, ніж інші характеристики мережі. Це пов’язано з тим, що саме топологія багато в чому визначає основні властивості мережі, наприклад, такі, як надійність (живучість), продуктивність та інші. Механізм передачі даних, допустимий в тій чи іншій локальній мережі, багато в чому визначається топологією мережі. По топологічних ознаках локальні мережі поділяються на мережі з довільною, кільцевою, деревовидною конфігурацією, мережі типу “загальна.шина”.(моноканал),.“зірка”.таінші.                                              
    Існують інші підходи до класифікації топології локальних мереж. Згідно одного з них конфігурації локальних мереж ділять на два основні класи - широкотрансляційні і послідовні. В широкотрансляційних конфігураціях кожний персональний комп’ютер передає сигнали, які можуть бути сприйняті всіма іншими персональними комп’ютерами. До таких конфігурацій відносяться загальна шина, дерево, зірка з пасивним центром. В послідовних конфігураціях кожен фізичний підрівень передає інформацію тільки одному персональному комп’ютеру. Широкотрансляційні конфігурації — це, як правило, локальна мережа з селекцією інформації, а послідовні - локальні мережі з маршрутизацією інформації.                                                                                             
   Класифікація мереж по методах теледоступу. Крім топології локальної мережі процес передачі даних багато в чому визначається програмним забезпеченням ЕОМ абонентських систем, в основному їх операційними системами, оскільки кожна з них підтримує відповідний метод теледоступу зі сторони терміналів. Моноканал розглядається також, як один із терміналів, тому дуже важливо знати, наскільки розрізняються операційні системи і методи теледоступу всіх абонентських комплексів, під’єднаних до мережі. Розрізняють локальні мережі з єдиною операційною підтримкою і єдиними методами теледоступу, орієнтованими на локальні мережі, і локальні мережі з різними фізичними носіями сигналів. Тип носія визначає основні властивості пристрою обміну сигналами, який під’єднується до фізичного середовища передачі. Єдина операційна підтримка, що включає метод теледоступу, передбачена в однорідни.хлокальних.мережах.                                                        
   Класифікація мереж за методом управління середовищем передачі даних. Важливою класифікаційною ознакою локальної обчислювальної мережі є метод управління середовищем передачі даних. У локальній обчислювальній мережі з моноканалом можна виділити два методи доступу до моноканалу: детермінований і імовірнісний. До першої групи відносяться: метод вставки реєстру, метод циклічного опиту, централізований і децентралізований маркерний метод і інші. До другої групи (імовірнісні методи доступу) - методи прослуховування моноканалу на початок передачі, з прогнозуванням, зіткненням та деякі інші. ²

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Топологія локальних мереж, технічні засоби ЛОМ

   Локальна мережа являє собою систему розподiленої обробки iнформацiї, яка складається як мiнiмум з двох комп’ютерiв, що взаємодiють мiж собою при допомозi спецiальних засобiв зв’язку. Комп’ютери, що входять до складу мережi, виконують досить широке коло функцiй, основними з яких є:

· органiзацiя доступу до мережi;

· управлiння передачею iнформацiї;

· надання обчислювальних ресурсiв i послуг абонентам мережi.

   В свою чергу, засоби зв’язку покликанi забезпечити надiйну передачу iнформацiї мiж комп’ютерами мережi. Звичайно, комп’ютерна мережа може складатися i з двох комп’ютерiв, але, як правило, їх кiлькiсть в мережi бiльша. При цьому комп’ютерна мережа не являє собою просте об’єднання комп’ютерiв – це досить складна система. Будь-яка комп’ютерна мережа характеризується (рис.1) топологiєю, протоколами, iнтерфейсами, мережевими технiчними та програмними засобами.

			Л о к а л  ь н а м е р е ж а
Технiчнi засоби		Iнтерфейси		Топологiя		Протоколи		Програмнi засоби

Рис.1. Основнi компоненти архiтектури локальної комп’ютерної мережi.

   Топологiя комп’ютерної мережi вiдображає структуру зв’язкiв мiж її основними функцiональними елементами. В залежностi вiд компонентiв, що розглядаються, розрiзняють фiзичну i логiчну структури локальних мереж. Фiзична структура визначає топологiю фiзичних з’єднань мiж комп’ютерами. Логiчна структура визначає логiчну органiзацiю взаємодiї комп’ютерiв мiж собою. Доповнюючи одна одну, фiзична та логiчна структури дають найбiльш повне уявлення про комп’ютерну мережу.      
   Пiд мережевими технiчними засобами маються на увазi рiзноманiтнi пристрої, що забезпечують об’єднання комп’ютерiв в єдину комп’ютерну мережу.                                                                                                                      
   Протоколи являють собою правила взаємодiї функцiональних елементiв мережi.                                                                                                          
   Iнтерфейси – засоби узгодження функцiональних елементiв мережi. Слiд звернути увагу, що в якостi функцiональних елементiв можуть виступати як окремi пристрої, так i програмнi модулi. Вiдповiдно до цього iснують.апаратнi.та.програмнi.iнтерфейси.                                                            
   Мережевi програмнi засоби здiйснюють управлiння роботою комп’ютерної мережi i забезпечують вiдповiдний iнтерфейс з користувачами. До мережевих програмних засобiв належать мережевi операцiйнi.системи.i.допомiжнi.(сервiснi).програми.                                       
   Кожна з складових локальної мережi характеризує її окремi властивостi, i тiльки їх сукупнiсть визначає всю мережу в цiлому. Таким чином, вибiр локальної мережi полягає у виборi її топологiї, протоколiв, апаратних засобiв та мережевого програмного забезпечення. Кожен з цих компонентiв є вiдносно незалежним. Наприклад, мережi з однаковою топологiєю можуть використовувати рiзнi методи доступу, протоколи i мережеве програмне забезпечення. В свою чергу, в рiзних мережах можуть використовуватись однаковi протоколи i (або) мережеве програмне забезпечення. Це, з однiєї сторони, розширює можливостi вибору найоптимальнiшої структури мережi, а з iншої – ускладнює цей процес.  Середовище.передачі.в.локальних.мережах                                               
   Об’єднанi мiж собою з допомогою рiзних мережевих засобiв комп’ютери утворюють певну мережеву топологiю. Топологiя мережi тiсно пов’язана з технiчними засобами, що використовуються. Чим бiльший вибiр технiчних засобiв, тим рiзноманiтнiша топологiя мережi. Однак при цьому є ряд базових технологiй, на основi яких будуються всi локальнi мережi. Розглянемо основнi компоненти i базовi технологiї локальних мереж. В першу чергу для зв’язку комп’ютерiв необхiдне середовище передачi, в якостi якого в локальних мережах найчастiше використовують електричнi та оптоволоконнi кабелi. З електричних в локальних мережах використовуються коаксiальнi кабелi та витi пари провiдникiв. На вiдмiну вiд електричного кабелю, в оптоволоконному кабелi носiєм iнформацiї є свiтловий промiнь, що розповсюджується всерединi спецiального свiтловоду – оптичного скловолокна. Кожний кабель, в свою чергу, має певнi фiзичнi параметри, основними з яких є допустима швидкiсть передачi iнформацiї i швидкiсть затухання сигналiв.                                         
   Для пiдключення вiддалених абонентiв до локальної мережi широко використовуються iснуючi телефоннi лiнiї. В залежностi вiд характеру використання i режиму роботи вiддаленої системи, для її пiдключення до локальної мережi використовують комутовану або видiлену лiнiю зв'язку. Комутованi лiнiї зв'язку обходяться дешевше, але вони є значно повiльнiшими в порiвняннi з видiленими лiнiями. Максимальна швидкiсть передачi по телефонних лiнiях може бути досягнута при використаннi видiлених телефонних кабельних систем типу Т1 i Т3. В деяких випадках для зв’язку комп’ютерiв можуть використовуватися радiоканали або iнфрачервонi пристрої передачi сигналiв. Як правило, цей вид зв’язку найбiльш дорогий i його доцiльно використовувати в тих випадках, коли фiзичне з’єднання важко або неможливо органiзувати.                            Пряме.кабельне.з'єднання                                                                                      
   Якщо передбачається з’єднати мiж собою тiльки два комп’ютери, то це можна зробити вiдносно просто за допомогою так званого прямого кабельного з’єднання. Цей спосiб передбачає з’єднання двох комп’ютерiв за допомогою послiдовних (паралельних) портiв вводу-виводу та засобiв управлiння обмiном iнформацiєю мiж комп’ютерами. Як правило, в основi цих засобiв лежать стандартнi мережевi протоколи, що дозволяє уникнути розробки вiдповiдного програмного забезпечення, а використати для цiєї мети стандартнi мережевi протоколи. При подiбному з’єднаннi iснує ряд обмежень на органiзацiю мiжкомп’ютерного зв’язку. По-перше, обидвi машини повиннi використовувати одну i ту ж операцiйну систему, яка пiдтримує пряме з’єднання комп’ютерiв (наприклад, Windows 98). Хоча пряме з’єднання не є мережею в звичному розумiннi, операцiйна система використовує мережевий протокол, щоб управляти потоком даних мiж комп’ютерами. По-друге, в рамках одного сеансу обмiну кожний з комп’ютерiв може бути або сервером, або клiєнтом, а не одночасно тим i другим. В комп’ютерних мережах пiд сервером розумiють комп’ютер, який надає свої ресурси другим комп’ютерам, якi називаються клiєнтами. При прямому з’єднаннi клiєнт отримує можливiсть доступу до ресурсiв сервера, в якостi яких найчастiше виступають масиви даних (файли). В свою чергу, сервер визначає, якi з ресурсiв можуть бути доступнi клiєнтам, тобто вiн нiби вiддає їх в загальне користування. При цьому сервер визначає умови використання спiльних ресурсiв – наприклад, тiльки їх перегляд, читання чи можливiсть змiни. Сам сервер не може використовувати ресурси клiєнта для виконання якихось своїх функцiй. По-третє, використання низькошвидкiсних портiв вводу-виводу дозволяє передавати данi з вiдносно низькою швидкiстю. Тому пряме кабельне з’єднання найчастiше використовується для створення тимчасових з’єднань, наприклад, мiж портативним комп’ютером та мережевим комп’ютером. Подiбне з’єднання може використовуватись при пiдключеннi вiддаленого комп’ютера за допомогою телефонних каналiв зв’язку. ³

 

Висновок

   Локальна комп'ютерна мережа (англ. Local Area Network(LAN)) являє собою об'єднання певного числа комп'ютерів (іноді досить великого) на відносно невеликій території. В порівнянні з глобальною мережею(WAN), локальна мережа зазвичай має більшу швидкість обміну даними, менше географічне покриття та відсутність необхідності використовувати запозиченої телекомунікаційної лінії зв'язку. До складу локальної мережі входять:.комп'ютери,.мережеві.адаптери,.периферійні.пристрої,.передавальнесередовище,.мережеві.пристрої. 
   За допомогою локальної мережі один комп'ютер отримує доступ до ресурсів іншого таких, як дані та периферійні пристрої (принтери, модеми, факси тощо). Використання комп'ютерних мереж дає можливість розподілу ресурсів великої вартості, покращання доступу до інформації, виконувати швидке та якісне прийняття рішень. Прикладом застосування цієї технології може.бути.E-mail.                                                                                                                                                                          
   У локальних мережах використовуються наступні мережеві пристрої:. маршрутизатори,.мости, комутатори, концентратори, повторювачі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури:

1. Новиков Ю. В., Кондратенко С. В. Основы локальных сетей. Курс лекций. Курс лекций. — М.: Интернет-университет информационных технологий, 2005. — ISBN 5-9556-0032-9                                                                       
2. Валецька Т.М.Комп'ютерні мережі: Апаратні засоби.— Чернівці: Зелена        Буковина, 2001.— 138 с. ISBN 966-7123-63-4.              
3. Бойков.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных  
систем. М. Мир 2006.

¹ Новиков Ю. В., Кондратенко С. В. Основы локальных сетей. Курс лекций. Курс лекций. — М.: Интернет-университет информационных технологий, 2005. — ISBN 5-9556-0032-9

² Валецька Т.М.Комп'ютерні мережі: Апаратні засоби.— Чернівці: Зелена Буковина, 2001.— 138 с. ISBN 966-7123-63-4.

³ Бойков.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. М. Мир 2006.