Технологии беспроводной передачи информации

Компьютеры появились  в жизни человека не так уж давно, но почти любой человек может  с твердой уверенностью сказать, что будущее – за компьютер-ными технологиями. 
На заре своего появления компьютеры представляли собой громоздкие устройства, работающие на лампах и занимающие настолько много места, что для их размещения требовалась не одна комната. При всем этом производи-тельность таких машин, по сравнению с современными, была невероятно мала. 
Время шло. Постепенно научная мысль и возможности ученых развились настолько, что производство меньших по размеру, но более производительных компьютеров стало реальностью. 
Процесс развития персонального компьютера движется с постоянно увели-чивающимся ускорением, в связи с чем в ближайшем будущем компьютеры станут обязательным и незаменимым атрибутом любого предприятия, офиса и большинства квартир. 
Причиной столь интенсивного развития информационных технологий яв-ляется все возрастающая потребность в быстрой и качественной обработки ин-формации, потоки которой с развитием общества растут как снежный ком.  
Компьютеры прочно вошли в современный мир, во все сферы человече-ской деятельности и науки, создавая необходимость в обеспечении их различ-ным программным обеспечением. Конечно, в первую очередь это связано с раз-витием электронной вычислительной техники и с её быстрым совершенствова-нием и внедрением в различные сферы человеческой деятельности.  
Объединение компьютеров в сети позволило значительно повысить про-изводительность труда. Компьютеры используются как для производственных (или офисных) нужд, так и для обучения. 
В настоящее время компьютерные сети получили очень широкое распро-странение.  
Это вызвано несколькими причинами: 
• объединение компьютеров в сеть позволяет значительно экономить денежные средства за счет уменьшения затрат на содержание ком-пьютеров (достаточно иметь определенное дисковое пространство на файл-сервере (главном компьютере сети) с установленными на нем программными продуктами, используемыми несколькими рабочими станциями); 
• компьютерные сети позволяют использовать почтовый ящик для передачи сообщений на другие компьютеры, что позволяет в наибо-лее короткий срок передавать документы с одного компьютера на другой; 
• компьютерные сети, при наличии специального программного обеспечения (ПО), служат для организации совместного использова-ния файлов (к примеру, бухгалтеры на нескольких машинах могут обрабатывать проводки одной и той же бухгалтерской книги). 
Кроме всего прочего, в некоторых сферах деятельности просто невозможно обойтись без компьютерных сетей. К таким сферам относятся: банковское дело, складские операции крупных компаний, электронные архивы библиотек и др. В этих сферах каждая отдельно взятая рабочая станция в принципе не может хранить всей информации (в основном, по причине слишком большого ее объ-ема). Сеть позволяет избранным (зарегистрированным на файл-сервере) поль-зователям получать доступ к той информации, к которой их допускает оператор сети. 
 
 
 
 
 
 
 
Глава 1. Компьютерные сети и их классификация 
1.1 Понятие компьютерных сетей 
 
Компьютерной сетью называют совокупность узлов (компьютеров, терми-налов, периферийных устройств), имеющих возможность информационного взаимодействия друг с другом с помощью специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения. 
Размеры сетей варьируются в широких пределах – от пары соединенных между собой компьютеров, стоящих на соседних столах, до миллионов компь-ютеров, разбросанных по всему миру (часть из них может находиться на кос-мических объектах). 
В сетях применяются различные сетевые технологии. Каждой технологии соответствуют свои типы оборудования. 
Оборудование сетей подразделяется на активное и пассивное. Активное оборудование – это интерфейсные карты компьютеров, повторители, концен-траторы; пассивное оборудование – это кабели, соединительные разъемы, ком-мутационные панели. Кроме того, имеется вспомогательное оборудование – устройства бесперебойного питания, кондиционирования воздуха и аксессуары – монтажные стойки, шкафы, кабелепроводы различного вида. С точки зрения физики, активное оборудование – это устройства, которым необходима подача энергии для генерации сигналов, пассивное оборудование подачи энергии не требует. 
Оборудование компьютерных сетей подразделяется на конечные системы (устройства), являющиеся источниками и/или потребителями информации, и промежуточные системы, обеспечивающие прохождение информации по сети. 
К конечным системам относят компьютеры, терминалы, сетевые принтеры, факс-машины, кассовые аппараты, считыватели штрих-кодов, средства голосо-вой и видеосвязи и любые другие периферийные устройства. 
К промежуточным системам относят концентраторы (повторители, мосты, коммутаторы), маршрутизаторы, модемы и прочие телекоммуникационные устройства, а также соединяющая их кабельная или беспроводная инфраструк-тура. 
Действием, «полезным» для пользователя, является обмен информацией между конечными устройствами. 
Для активного коммуникационного оборудования применимо понятие производительность, причем в двух различных аспектах. Кроме «валового» ко-личества неструктурированной информации, пропускаемого оборудованием за единицу времени (бит/с), интересуются и скоростью обработки пакетов, кадров или ячеек. Естественно, при этом оговаривается и размер структур (пакетов, кадров, ячеек), для которого измеряется скорость обработки. В идеале произво-дительность коммуникационного оборудования должна быть столь высокой, чтобы обеспечивать обработку информации, приходящейся на все интерфейсы (порты) на их полной скорости (wire speed) 
Для организации обмена информацией должен быть разработан комплекс программных и аппаратных средств, распределенных по разным устройствам сети. Поначалу разработчики и поставщики сетевых средств пытались идти ка-ждый по своему пути, решая весь комплекс задач с помощью собственного на-бора протоколов, программ и аппаратуры. Однако решения различных постав-щиков оказывались несовместимыми друг с другом, что оказывало массу не-удобств для пользователей, которых по разным причинам не удовлетворял на-бор возможностей, предоставляемых только одним из поставщиков. По мере развития техники и расширения ассортимента предоставляемых сервисов на-зрела необходимость декомпозиции сетевых задач – разбивки их на несколько взаимосвязанных подзадач с определением правил взаимодействия между ни-ми. Разбивка задачи и стандартизация протоколов позволяет принимать участие в ее решении большому количеству сторон-разработчиков программных и ап-паратных средств, изготовителей вспомогательного и коммуникационного обо-рудования, доносящих все эти плоды прогресса до конечного потребителя. 
Применение открытых технологий и следование общепринятым стандар-там позволяет избегать эффекта вавилонского столпотворения. Конечно, в ка-мент стандарт становиться тормозом развития, но кто-то делает прорыв, и его новая фирменная технология со временем выливается в новый стандарт. 
 
1.2 Классификация компьютерных сетей 
 
Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по раз-личным признакам: 
1) способ организации сети; 
2) территориальная распространенность; 
3) ведомственная принадлежность; 
4) скорость передачи информации; 
5) тип среды передачи; 
6) топология; 
7) организация взаимодействия компьютеров. 
По способу организации сети подразделяются на реальные и искусствен-ные. 
Искусственные компьютерные сети (псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не ну-ждаются в дополнительных устройствах. Иногда связь в такой сети называют связью по нуль-модему (не используется модем). Само соединение называют нуль-модемным. Искусственные сети используются когда необходимо перека-чать информацию с одного компьютера на другой. MS-DOS и Windows снаб-жены специальными программами для реализации нуль-модемного соединения. Основным недостатком этих компьютерных сетей является низкая скорость пе-редачи данных и возможность соединения только двух компьютеров. 
Реальные компьютерные сети позволяют связывать компьютеры с помо-щью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных. Основным недостаток реальных сетей является необходимость в дополнитель-ных устройствах. 
По территориальной распространенности компьютерные сети подразде-ляются на локальные, глобальные, и региональные.  
Локальные компьютерные сети – это сети, перекрывающие территорию не более 10 кв.м. Они являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью. 
Региональные компьютерные сети – это сети, расположенные на террито-рии города или области 
Глобальные компьютерные сети – это сети, расположенные на территории государства или группы государств. Например, всемирная сеть Internet. Они яв-ляются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей. 
Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обо-значения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть по-строена на различных технических, программных и информационных принци-пах. 
По ведомственной принадлежности различают ведомственные и госу-дарственные сети. 
Ведомственные компьютерные сети принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. 
Государственные компьютерные сети – сети, используемые в государст-венных структурах.  
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низ-ко-, средне- и высокоскоростные. 
Низкоскоростные компьютерные сети – это сети, имеющие скорость пере-дачи информации до 10 Мбит/с.  
Среднескоростные компьютерные сети – это сети, имеющие скорость пе-редачи информации до 100 Мбит/с.  
Высокоскоростные компьютерные сети – это сети, имеющие скорость пе-редачи информации свыше 100 Мбит/с.  
По типу среды передачи компьютерные сети подразделяются на провод-ные-коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, беспроводные (с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне).  
По топологии компьютерных сетей они подразделяются на компьютер-ные сети с оконечным узлом, компьютерные сети с промежуточным узлом и компьютерные сети со смежным узлом. 
Компьютерные сети с оконечным узлом – это сети, у которых узел распо-ложен в конце только одной ветви.  
Компьютерные сети с промежуточным узлом – это сети, у которых узел расположен на концах более чем одной ветви. 
Компьютерные сети со смежным узлом – это сети, у которых узлы соеди-нены, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.  
Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройст-во сети. Ветвь сети – это путь, соединяющий два смежных узла. 
С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые и иерархические.  
Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь се-ти может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.  
Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операци-онных систем, как Windows'3.11, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с Windows. Одноранговые сети могут быть органи-зованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем и некоторых других. 
 
Достоинства одноранговых сетей: 
1. наиболее просты в установке и эксплуатации. 
2. операционные системы DOS и Windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть. 
Недостаток: в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров. 
В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределе-нием ресурсов. Такой компьютер называют сервером. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей стан-цией.  
Сервер в иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с вы-деленным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводи-тельные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более).  
Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных. 
К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетя-ми, относятся: 
1. необходимость дополнительной ОС для сервера.  
2. более высокая сложность установки и модернизации сети. 
3. необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера 
Различают две технологии использования сервера: технологию файл-сервера и архитектуру клиент-сервер.  
В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересыла-ются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции. 
В системах с архитектурой клиент-сервер обмен данными осуществляется между приложением-клиентом и приложением-сервером. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также кон-троль над доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только ре-зультаты запроса. Разработчики приложений по обработке информации обычно используют эту технологию. 
 
 
Глава 2. Локальные компьютерные сети 
2.1 Понятие локальной компьютерной сети 
 
Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т. П.) и коммутационных устройств, соединенных кабеля-ми. Локальные сети делятся на учрежденческие (офисные сети фирм, сети ор-ганизационного управления и другие сети, отличающиеся по терминологии, но практически одинаковые по своей идеологической сути) и сети управления технологическими процессами на предприятиях. 
Локальные сети характерны тем, что расстояния между компонентами се-ти сравнительно невелики, как правило, не превышают нескольких километров. Локальные сети различаются по роли и значению ПЭВМ в сети, структуре, мето-дам доступа пользователей к сети, способам передачи данных между компонен-тами сети и др. Каждой из предлагаемых на рынке сетей присуши свои достоин-ства и недостатки. Выбор сети определяется числом подключаемых пользовате-лей, их приоритетом, необходимой скоростью и дальностью передачи данных, тре-буемой пропускной способностью, надежностью и стоимостью сети. 
 
2.2 Классификация локальных компьютерных сетей 
Локальные компьютерные сети можно классифицировать по следующим признакам: 
1. по роли персонального компьютера в сети: 
- сети с сервером; 
- одноранговые (равноправные) сети. 
2. по структуре (топологии) сети: 
- одноузловые («звезда»); 
- кольцевые («кольцо»); 
- магистральные («шина»); 
- комбинированные. 
3. по способу доступа пользователей к ресурсам и абонентам сети: 
- сети с подключением пользователя по указанным адресам абонентов по 
принципу коммутации каналов («звезда»); 
- сети с централизованным (программным) управлением подключения 
пользователей к сети («кольцо» и «шина»); 
- сети со случайной дисциплиной обслуживания пользователей («шина»). 
4. по виду коммуникационной среды передачи информации: 
- сети с использованием существующих учрежденческих телефонных сетей; 
- сети на специально проложенных кабельных линиях связи; 
- комбинированные сети, совмещающие кабельные линии и радиоканалы. 
5. по дисциплине обслуживания пользователей (способу доступа пользователей 
к сети): 
- приоритетные, задающиеся ЦУС, когда пользователи получают доступ к сети 
в соответствии с присвоенными им приоритетами (постоян-ными  
или изменяющимися); 
- неприоритетные, когда все пользователи сети имеют равные права доступа к 
сети. 
6. по размещению данных в компонентах сети: 
- с центральным банком данных; 
- с распределенным банком данных; 
- с комбинированной системой размещения данных. 
 
2.3 Роль персонального компьютера в сети 
 
По роли персонального компьютера сети делятся на сети с сервером и од-норанговые сети. 
Компонентами локальных сетей с сервером являются рабочие ПК (рабочие станции) и серверы. 
Сервер – это специально выделенный в сети компьютер, в задачу которой вхо-дит управление всей сетью или частью сети (например, в комбинированных се-тях), прием, хранение, обновление и выдача пользователям общей информа-ции, управление высококачественными принтерами и графопостроителями. По-этому к серверу предъявляются более высокие требования по производительности, объему памяти и надежности. 
Рабочие станции (клиенты, абоненты) – это менее мощные компьютеры, которые могут использовать ресурсы (например, дисковое пространство) сервера. 
Достоинствами этой сети являются: 
- более эффективное централизованное управление сетью; 
- рабочие станции могут быть достаточно простыми и дешевыми; 
- операционная система, поддерживающая работу сети, может устанавли-ваться только на сервере. 
Недостатками этой сети являются: 
- более высокая стоимость установки; 
- сложная настройка системы; 
В локальных одноранговых сетях все компьютеры равноправны. Каж-дый пользователь предоставляет в сеть какие-либо ресурсы: жесткий диск, вы-сококачественный принтер, графопостроитель и другие. 
Достоинствами этого вида локальных сетей являются: 
• меньшие затраты на установку сети; 
• возможность использования каждым пользователем ресурсов других компьютеров; 
• удобство и простота работы пользователей в сети; 
Также они имеют и свои недостатки: 
• число компьютеров в сети не превышает 25-30; 
• операционная система, поддерживающая работу сети, устанавлива-ется на каждом компьютере; 
 
 
2.4 Структура локальных компьютерных сетей 
2.4.1 Одноузловые сети 
В локальных сетях применяются в основном одноузловые (звездообразные) сети. В качестве средств коммуникаций могут использоваться телефонные линии связи и АТС организаций, предприятий, фирм и др., специально проложенные кабельные линии и каналы передачи сигналов по радио. 
2.4.1.1 Сети с проводными линиями связи 
 
Методом доступа к сети является вызов абонента по его сетевому имени с коммутацией каналов в узле коммуникации (УК). Способ коммутации каналов обеспечивает соединение абонентов через УК на время передачи сообщения. При этом в УК возможна организация приоритетного доступа к сети абонен-тов. 
Достоинствами этого вида сети являются: 
• простота и низкая стоимость подключения пользователей сети; 
• простота управления сетью; 
• возможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети; 
Также она имеет и свои недостатки: 
• скорость передачи сообщений зависит от количества абонентов, ин-тенсивности приема и передачи сообщений и технических возмож-ностей УК; 
• надежность сети определяется надежностью УК; 
• большая суммарная длина и низкая эффективность использования физической среды передачи сигналов; 
Для повышения надежности УК строятся по модульному принципу, кото-рый предусматривает рабочие и резервные модули. Система диагностики оце-нивает функционирование рабочего модуля и в случае необходимости пере-ключает сеть на работу с резервным модулем. 
Примером одноузловой сети может служить Arcnet (США). Хотя сеть не имеет статуса международного стандарта, она широко применяется для по-строения не¬больших учрежденческих сетей. В состав сети входит 8-канальный канальный УК. Количество абонентов может быть увеличено путем подключе-ния новых УК. 
2.4.1.2 Радиоканальные сети 
 
Структура сети похожа на одноузловую сеть, только сообщения в сети пе-редаются не по проводным линиям связи, а по радиолиниям. Для этого каждый компьютер снабжена абонентской радиостанцией (АРС). Абонентские радио-станции связаны между собой через центральную радиостанцию (ЦРС). 
Методы доступа к сети случайные. Наиболее простым является метод ALOHA –захват абонентом канала и выдача сообщения независимо от того, есть ли в сети другие сообщения или нет. Это может привести к столкновению сообщений в сети и взаимному их искажению. Искаженные сообщения повторно передаются через случайные промежутки времени. При столкновениях сообщений теряет-ся активное время работы сети, равное сумме времени передачи обоих сообщений.  
Для уменьшения вероятности появления столкновений применяются модифи-кации этого метода: доступ с контролем несущей (CSMA) и доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений (CSMA/CD). Доступ с контролем не-сущей заключается в том, что абонент «слушает» сеть и передает сообщение только в свободную сеть. Столкновения возможны, когда два или более або-нентов начинают передачу одновременно. Искаженные сообщения передаются повторно. 
При доступе с контролем несущей и обнаружением столкновений або-нент «слушает» сеть, передает сообщение в освободившуюся сеть и кон-тролирует возможность столкновения сообщений. Если абоненты начина-ют передачу одновременно, то столкнувшиеся сообщения сразу уничтожают-ся, не занимая времени передачей искаженных сообщений. Методы CSMA и GSMA/CD применяются при более высоких нагрузках на сеть, чем метод ALOHA. 
Случайные методы доступа реализуются средствами ЭМВОС каждой ПЭВМ, поэтому они более надежны, чем централизованные методы доступа, реализуемые программными средствами ЦУС. 
Достоинства сети: 
• возможность связи с движущимися абонентами; 
• возможность подключения и отключения абонентов без остановки сети. 
Недостатки: 
• возможность прослушивания всех абонентов;  
• воздействие промышленных и атмосферных помех; 
• наличие «мертвых зон», обусловленных конструкциями зданий и помещений. 
Радиоканальные сети сейчас начинают все шире использоваться там, где необходимы связи с действующими абонентами. 
 
2.4.2 Кольцевые сети 
 
Средства коммуникаций сети включают физическую среду передачи сиг-налов в форме кольца, соединяющего компьютеры, блоки доступа и накопите-ли. 
Блок доступа — это техническое устройство для подключения компьюте-ра к физической среде. Блоки доступа делятся на две группы: доступ без разры-ва целостности физи¬ческой среды передачи сигналов и доступ с разрывом физической среды и восстановлением ее с помощью блока доступа. Напри-мер, без разрыва физической среды можно осуществить доступ к провод-ным линиям связи, но доступ к оптоволоконным линиям возможен только с разрывом среды передачи сигналов. Сообщение, переданное абонентом, по-ступает через блок доступа в физическую среду и дви¬ отто по кольцу. По-вторитель задерживает сообщение на время, необходимое для определения адреса абонента и приема его абонентом, восстанавливает ослабленные и искаженные электрические сигналы сообщения. Участок физической среды между двумя соседними повторителями называется сегментом. 
Достоинства сети: 
• простота реализации двухточечной линии связи (в каждый момент соединены только две точки – два абонента), что сни-жает требования к физи¬ческой среде; 
• простота организации подтверждения о приеме сообщения; 
• небольшая общая длина физической среды; 
Недостатки: 
• низкая надежность, т.к. выход из строя участка физической силы или повторителя приводит к обстановке работы всей сети; 
• невозможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети; 
• максимальная задержка передачи сообщения зависит от количества абонентов; 
Для повышения надежности и пропускной способности сети применяется двойное кольцо. Сообщения в кольцах курсируют в разных направлениях. При нарушениях одного кольца уменьшается только пропускная способность сети. При нарушениях обоих колец ближайшие к нарушению автоматически восста-навливают циркуляцию информации в одном кольце. 
Пример кольцевой сети: Token Ring Network (филиал фирмы IBM в Цюри-хе). Сеть обладает статусом мирового стандарта, ее длина достигает 2 км и об-служивает до 256 абонентов. 
 
 
 
 
2.4.3 Магистральные сети 
2.4.3.1 Магистральные моноканалы 
 
Все абоненты подключены к одной физической среде, представляющей со-бой магистраль (шину). Сообщение, переданное пользователем, поступает через блок данных ко всем абонентам сети. 
Достоинства сети: 
• более высокая надежность, чем у кольцевых сетей, так как отказ абонента не влияет на работу сети; 
• возможность подключения и отключения абонентов без остановки ра-боты сети в случае неразрушающего физическую среду подключения абонентов; 
• наименьшая длина физической среды. 
Для повышения надежности и пропускной способности применяются двой-ные моноканалы. 
Примером магистральной моноканальной структуры является сеть Ethernet, представляющая собой отраслевой стандарт фирм Intel, DEC и Xerox. Сеть поло¬жена в основу международного стандарта, обслуживает до 1000 абонен-тов при длине сети до 10 км, доступ к сети осуществляется по протоколам CSMA/CD. 
 
2.4.3.2 Магистральные поликаналы 
 
Поликаналом называют группу средств коммуникаций, работающих на од-ной физической среде и предназначенных для организации нескольких сетей различного назначения. Для этого применяется широкополосная физическая, среда, например широкополосный коаксиальный или оптоволоконный кабель. 
Достоинства сети:  
• высокая пропускная способность, позволяющая передавать большие пото-ки разнообразной информации; 
• возможность организации на одной физической среде нескольких сетей различного назначения (например, в крупных финансовых орга-низациях, информационных и многопрофильных фирмах). 
Недостатки сети: 
• сложность эксплуатации; 
• высокая стоимость оборудования. 
Магистральные поликаналы разрабатываются и производятся по конкрет-ным заказам. 
 
2.4.4 Комбинированные сети 
 
Каждая из приведенных структур сетей обладает определенными достоинствами и недостатками. Преодолеть некоторые недостатки и повы-сить эффективность сетей можно путем комбинирования (структурирова-ния) различных топологий. 
Достоинства сетей: 
• возможность легкого наращивания абонентов и ресурсов сети; 
• изменение конфигурации сетевой структуры; 
• повышение надежности сети; 
• продление жизненного цикла. 
Недостатком таких систем является более высокая их стоимость за счет дополнительного технического и программного сетевого оборудования. 
 
 
2.5 Характеристика физических средств передачи данных в локальных компьютерных сетях 
В качестве физической среды передачи сигналов в ЛКС применяются ви-тые (скрученные) пары проводов (ВП), коаксиальные (КК), оптоволоконные (ОВК) кабели и радиоканалы (РК). 
Учитывая эксплуатационные характеристики и стоимость различных сред пе-редачи сигналов, наибольшее применение в ЛКС средней протяженности (офисы, небольшие фирмы, предприятия и организации) нашли витые пары и коаксиаль-ные кабели. Витая пара – это телефонный провод европейского стандарта, включающий два изолированных проводника. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, окруженного слоем изолирующего материала, прово-дящего электрический ток экрана, и внешней оболочки. 
В ЛКС большой протяженности применяются оптоволоконные кабели. По ОВК передаются не электрические сигналы, а световая энергия. Внутрен-нюю часть ОВК составляют тонкие нити кварцевого волокна с низким ко-эффициентом затухания и высоким коэффициентом отражения. Внутреннюю часть ОВК окружает стеклянная пленка, имеющая меньший коэффициент отражения, чем кварц. В связи с этими физическими свойствами кварца и стекла ОВК могут передавать информацию на значительные расстояния. 
В радиоканальных ЛКС применяются в основном радиочастотные, инфракрасные и микроволновые радиостанции на дальности прямой видимо-сти. 
 
 
 
 
Глава 3. Глобальные компьютерные сети 
3.1 Классификация глобальных компьютерных сетей 
 
Глобальные компьютерные сети можно классифицировать по следующим признакам: 
1. по типу средств коммуникаций: 
• наземные многоузловые сети 
• спутниковые радиосети 
• комбинированные сети 
2. по способу коммутации сообщений 
• коммутация каналов 
• коммутация сообщений 
• коммутация пакетов 
• адаптивная коммутация 
3. по выбору маршрута передачи сообщения: 
• фиксированные пути 
• направленный выбор пути 
• случайные пути 
• лавинный способ 
 
3.2 Наземные многоузловые сети 
3.2.1. Общая структура сети 
 
Рабочими компьютерами сети могут быть все классы компьютеров от пер-сональных до суперкомпьютеров. Используются также отдельные терминалы (Т). Абоненты подключаются к сети посредством телефонных и телеграфных каналов связи в точках подключения (ТП). Доступ пользователей к ресурсам се-ти осуществля¬ется через узлы коммутации. Каждый узел коммутации (УК) об-служивает определенное число пользователей, обычно наиболее близко распо-ложенных к узлу. Архитектуру УК составляют компьютеры со специаль-ным сетевым программным обеспечением и коммуникационное оборудование. УК могут быть обслуживаемыми и необслуживаемыми, т. е. работающими в ав-томатическом режиме. УК выполняют важные сетевые функции: анализ и фор-мирование сетевых адресов абонентов, кодирование сообщений, контроль и коррекцию ошибок, появившихся в процессе передачи информации, управление потоками сообщений, выбор оптимального для данной ситуации маршрута пе-редачи сообщения и др. Один из УК выполняет роль шлюза или моста. 
С одним из УК совмещается центр управления сетью (ЦУС), на котором ра-ботает администратор сети. В ЦУС, как правило, входит наиболее мощный компьютер сети со специальным программным обеспечением. 
Между УК прокладываются, как правило, магистральные скоростные каналы передачи данных (МСКПД) на основе коаксиальных, многожильных и оптоволоконных кабелей. В крайнем случае используются телефонные линии связи, обладающие средней скоростью передачи данных. 
Достоинства многоузловой сети: 
• возможно использование ранее приложенных каналов связи 
• допустимо применение в разных частях сети различных физических средств и скоростей передачи данных 
• возможность применения различных способов коммутации и выбора путей передачи сообщений 
Недостатки многоузловой сети: 
• сложность прокладки в труднодоступных местах 
• невозможность связи с движущимися абонентами 
 
3.2.2. Принцип модемной связи 
Чтобы передать дискретный двоичный сигнал с выхода одного компьютера на вход другой по аналоговой телефонной линии связи, этот сигнал должен быть преобразован в стандартную форму передачи сигнала по телефонной линии. Такое преобразование называется модуляцией, а устройство, осуществляющее преобразование модулятором. На входе компьютера - получателя сообщения должно быть сделано обратное преобразование, которое называется демодуляци-ей, а устройство — демодулятором. Так как компьютер передает и принимает сообщение, то модулятор и демодулятор объединяют в одном устройстве под названием модем. Модемы выпускаются как в виде отдельных блоков, так и встроенными в компьютерах. В зависимости от качества модемов и линий связи скорость передачи данных через модемы составляет 2400,4800,9600 бит/с. 
Для того чтобы два компьютера могли обмениваться информацией, кроме модема и физической среды передачи сигналов необходимо специальное про-граммное обеспе¬чение для согласования работы компьютера и поддержки средств коммуникаций. Большинство модемов автоматически определяют, с какой скоростью поступает информация, проводят тестирование качества линии связи, а также кодируют сообщения специальными помехоустойчивы-ми кодами. 
Обычный тип модема позволяет передавать только текстовую информа-цию, в связи с чем его иногда называют телефонным. Кроме телефонного мо-дема выпуска¬ются факс-модемы, которые могут передавать графическую ин-формацию: деловые письма с подписями и печатями, чертежи, эскизы, ри-сунки, фотографии. Для разносторонней работы пользователя в сети к ком-пьютеру должен быть подключен сканер. 
 
 
 
 
3.2.3. Способы коммутации и выбор пути передачи сообщения 
Коммутация каналов устанавливает физическое соединение между або-нентом-отправителем сообщения (Отпр.) и получателем (Пол.). Отправитель посылает специальный сигнал, который перемещается от одного УК к другому и устанавливает физический прямой канал связи между отправителем и полу-чателем. После установления физического канала связи получатель посылает об этом отправителю специальный сигнал. Получив сигнал, отправитель посы-лает сообщение. После передачи всего сообщения канал связи разъединяется. Способ коммутаций каналов прост в реализации, но дает наибольшую задерж-ку при передаче сообщения и снижает пропускную способность сети. 
Коммутация сообщений не устанавливает физический канал связи между абонентами. Определяется логический канал связи, т. е. указывается адрес по-лучателя сообщения, адрес отправителя и путь передачи сообщения. Посту-пившее в УК сообщение запоминается и ждет до тех пор, пока не освобо-дится канал к следующему УК. Сообщение в каждый момент времени зани-мает только канал между двумя соседними УК. Это повышает пропускную спо-собность сети и уменьшает задержку передачи сообщения. 
Коммутация пакетов. На транспортном уровне ЭМВОС сообщение разбивается на одинаковой длины фрагменты. На более нижних уровнях фраг-мент сообщения снабжается заголовком и концевиком. В заголовке записыва-ется: адрес получателя, порядковый номер фрагмента, маршрут его движения и информация для управления каналом связи. В концевик пишется информа-ция (код) для контроля правильности передачи сообщения по каналу связи. Фрагмент сообщения с заголовком и концевиком называется пакетом. Пакеты передаются по сети независимо друг от друга и могут проходить по разным пу-тям. 
Преимущества способа коммутации пакетов: 
• увеличение пропускной способности сети 
• уменьшение задержки передачи сообщений 
• увеличение скрытности передачи, т.к. пакеты могут передаваться по разным путям  
Недостатком способа является усложнение программных и техниче-ских средств коммутации. 
Адаптивная коммутация учитывает достоинства и недостатки различ-ных способов коммутации. Так как при длинных сообщениях более экономич-ным является коммутация каналов, а при коротких - коммутация пакетов, то в реальных сетях целесообразно совмещение обоих способов. Поэтому наиболее эффективным способом коммутации каналов является адаптивная коммутация, которая предполагает автоматическое переключение способов коммутации ка-налов и пакетов в зависи¬мости от загрузки сети. Правильный выбор пути пе-редачи сообщения уменьшает задержку в передаче, увеличивает пропуск-ную способность сети и повышает надежность передачи сообщения. 
Фиксированные пути устанавливают постоянные маршруты передачи сообщений между каждой парой абонентов в сети. С этой целью составляет-ся таблица маршрутов, т. е. конкретные УК, через которые должно пройти со-общение при передаче между абонентами. При видимой простоте метод имеет недостатки: низкая надежность ввиду отсутствия резервных путей и неадап-тивность сети к перегрузкам на отдельных участках. 
Направленный выбор пути является развитием метода фиксированных пу-тей. В таблице маршрутов кроме основных путей указываются резервные пути в порядке их приоритетности. Выбор пути делается с учетом его приорите-та, а также состояния отдельных участков сети (наличия отказов и перегрузок). 
При случайном выборе пути сообщение из УК посылается по случайно вы-бранному маршруту, лишь бы канал был свободен. Будучи простым по реализа-ции, метод дает самое большое среднее время задержки сообщения. 
Лавинный метод. Сообщение из каждого УК посылается по всем направле-ниям. Достоинством метода является его высокая надежность и наименьшая задержка передачи сообщения. Однако при этом резко возрастают нагрузки на сеть и снижается пропускная способность. 
3.3 Спутниковые и комбинированные сети 
 
Применение космических спутников связи привело к возможности создания глобальных радиосетей. Средства коммуникаций включают спутники связи (СС), наземные радиостанции (PC) и проводные каналы связи между компью-тером и наземными радиостанциями. 
Достоинства спутниковых сетей: 
• используя разные частоты, можно организовать несколько сетей, ра-ботающих параллельно и не мешающих друг другу 
• просто реализовать связь с движущимися абонентами 
• сравнительно недорого проложить каналы связи в труднодос-тупных местах 
Недостаток: высокая стоимость реализации спутниковой связи. 
В настоящее время среди глобальных сетей все большее распространение по-лучают комбинированные сети, в которых передача данных через наземные УК дополняется радиосвязью абонентов с УК, а при необходимости и спутниковой связью. 
 
3.4 Примеры глобальных сетей 
В СНГ в последние годы интенсивно внедряется сетевая компьютерная ин-фраструктура. Независимые государства развивают свои компьютерные сети и ак-тивно включаются в мировое информационное сообщество на базе глобальных меж-дународных сетей. 
В сетях СНГ основными каналами связи являются; коммутируемая телефонная сеть общего пользования, выделенные телефонные линии связи, специальные сети передачи данных (ПД-200, «Искра») и сеть абонентского телеграфа. В последнее время используются также линии связи на оптоволоконных кабелях, сотовая связь и радиосвязь. Основные национальные сети, а также международные сети, услуга-ми которых могут пользоваться граждане СНГ: 
БЕЛИКОС - белорусский узел коммерческой сети СИТЕК, работающей на территории СНГ, Балтии и Болгарии. 
ИКСМИР (информационно-коммерческая сеть «Мировой информационный рынок») - сеть функционирует в 12 регионах СНГ. Обеспечивает электронную поч-ту, коммерческие предложения, рекламу, курсы валют, биржевые новости, цены на рынках, законодательства стран и расписания движения железнодорожного и авиационного транспорта. 
СИТЕК - объединение национальных и региональных сетей коммерческого направления: биржевой и валютный рынки, товары и услуги, законодательство. 
ЭСТ - электронная система торгов Белорусской фондовой биржи дает воз-можность удаленным клиентам участвовать в торгах биржи. 
BASNET - сеть Академий наук РБ. Объединяет научно-исследовательские, проектные и информационные центры Республики Беларусь и предоставляет пользователям услуги международных сетей. 
BELPAK - сеть, имеющая статус государственной сети. Ориентирована на государственные административные структуры, крупные промышленные предприятия и коммерческие организации. Для развития сети получен кредит Европейского сообщества. Передача сообщений ведется посредством комму-тации пакетов. Управляет сетью специальное подразделение Правительства РБ. 
EUNET / RELCOM - международная коммерческая сеть, ориентирован-ная в основном на предприятия и организации среднего класса. Популяр-ность сети обусловлена приемлемым уровнем сервиса и относительно низки-ми ценами. 
FIDONET - международная некоммерческая сеть, обеспечивающая сво-бодный обмен информацией через BBS - электронные доски объявлений. Абоненты сети пользуются информацией BBS бесплатно. 
PAY - система электронных платежей, объединяет многие банки Белару-си, России, Украины, Казахстана и Кыргызстана, а также позволяет произ-водить платежи в Азербайджане, Узбекистане и государствах Балтии. 
SPRINTNET - крупнейшая в мире сеть электронной почты. Основной физической средой передачи данных является оптоволоконный кабель, вклю-чая трансатлантический канал. Сеть осуществляет передачу сообщений на факсимильные аппараты, средства телексной и телетексной связи, обеспе-чивает электронные платежи и международные расчеты. Дает возмож-ность пользователям доступа к большинству мировых сетей, 
SWIFT - общество международных межбанковских финансовых те-лекоммуникации. Сеть гарантирует оперативную пересылку и безопасное хранение финансовых документов абонентов в 130 странах мира и бесперебой-ное обслуживание клиентов в течение 24 часов. 
UMBEL - сеть образования и науки РБ. Сеть объединяет соответствующие министерства и ведомства, ведущие вузы, научно-исследовательские и проектные организации, библиотеки и др. Основная задача сети: обеспечение доступа бе-лорусских пользователей к информационным ресурсам РБ и в мировое со-общество научных, образовательных и общественных кругов. Управляет сетью Министерство образования и науки РБ. 
Особая роль среди глобальных сетей принадлежит мировому сообществу сетей Internet. 
 
 
Заключение 
 
Делая вывод после всего выше сказанного, мы понимаем, что компьютер-ные сети занимают особое место в нашей повседневной жизни, в нашей произ-водственной деятельности и в других областях. Соединение компьютеров в се-ти позволяют людям находить необходимую им информацию, используя ре-сурсы других компьютеров, общаться друг с другом, не выходя за пределы своей комнаты, общаться с людьми, которые находятся на огромных расстоя-ниях. Также компьютерные сети обеспечивают быструю передачу информации на миллионы километров, что позволяет ускорить работу каких-либо предпри-ятий. 
В данном реферате были рассмотрены такие важные вопросы, как понятие компьютерных сетей, их классификация, а также понятие локальных и гло-бальных сетей. Также были показаны сравнительные характеристики, достоин-ства и недостатки наиболее популярных сейчас информационных технологий: локальной компьютерной сети и глобальной компьютерной сети. Они являют-ся в данный момент основой нашей жизни. Ни одно предприятие такое, как фабрика, завод либо какая-то частная фирма, не смогли бы выполнять свою ра-боту без подключенных к сети компьютеров, так как объединение компьюте-ров в сети позволило значительно повысить производительность труда.  
Существует множество других эффективных и полезных технологий, чис-ло их увеличивается с каждым днем. Поэтому, чтобы не отстать от ритма со-временной жизни, нужно постоянно быть в курсе новинок технических средств персонального компьютера, системного программного обеспечения и приклад-ных компьютерных технологий. 
 
 
Список использованной литературы 
 
1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г. Оливер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001. – 672 с. 
2. Информатика: Учебник/ Под ред. Н.В. Макаровой. – М: Финансы и ста-тистика, 2000. – 768 с. 
3. Могилев А.В. Информатика/ Под ред. Е.К. Хеннера. – М.1999. – 816 с.