Geum.ru

Контрольная работа по дисциплине: Технические средства управления На тему: «Топология локальных сетей»

Вид материалаКонтрольная работа
Подобный материал:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М. АКМУЛЛЫ»


Институт исторического и

правового образования

Кафедра всеобщей истории и культурного наследия специальность «Документоведение и документационное обеспечение управления»

Курс 6 ОЗО


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: Технические средства управления

На тему: «Топология локальных сетей»


Руководитель

______________ Л.А. Харсеева

____________________ 2011 г.

Выполнила

__________ Э.А. Камильянова

____________________ 2011 г.


УФА 2011


СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ

1. Локальная сеть

2. Состав локальной сети

3. Основные характеристики локальной сети

3.1 Топология «Общая шина»

3.2 Топология «Звезда»

3.3 Топология «Кольцо»

4. Классификация локальных сетей

ЛИТЕРАТУРА


ВВЕДЕНИЕ


С распространением электронно-вычислительных машин нетрудно предсказать рост в потребности передачи данных. На сегодняшний день в мире существует более 140 миллионов компьютеров и более 85% из них объединены в различные информационно-вычислительные сети, от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм и производителей, работающих под разным программным обеспечением. Подавляющая часть компьютеров западного мира объединена в ту или иную сеть. Опыт эксплуатации показывает, что около 80 процентов всей пересылаемой информации замыкается в рамках одного офиса, поэтому особое внимание разработчиков стали привлекать так называемые локальные вычислительные сети. Локальные вычислительные сети отличаются от других тем, что они обычно ограничены умеренной географической областью.

Промышленность производства локальных сетей развивалась с поразительной быстротой за последние несколько лет. Внедрение локальных сетей мотивируется в основном повышением эффективности и производительности персонала. Эта цель провозглашается фирмами-поставщиками локальных сетей, руководством учреждений и разработчиками локальных сетей.

Организуется автоматизированный документооборот (электронная почта), создаются различные массивы управленческой, коммерческой и другой информации общего назначения, и персонально используются вычислительные ресурсы всей сети, а не только отдельного компьютера. Появляются возможности использования различных средств или инструментов решения различных задач (инженерных, финансовых, издательских и т.д.).

Кроме организации внутренних служб, ЛВС позволяют организовывать внешнюю, по отношению к обслуживаемому учреждению, службы: телексная связь, почтовая корреспонденция, электронные доски объявлений и газеты, а также выход в региональные (глобальные) сети и использование их услуг.

Актуальность локально-вычислительных сетей. В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместное оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему, которая имеет свои особенные преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети:

1. Разделение ресурсов – позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.

2. Разделение данных – предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.

3. Разделение программных средств – предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.

4. Разделение ресурсов процессора – возможность использования вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не «набрасываются» моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.

5. Многопользовательский режим – многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.


  1. Локальная сеть


Локальная сеть (локальная вычислительная сеть, ЛВС) – это комплекс оборудования и программного обеспечения, обеспечивающий передачу, хранение и обработку информации.

Назначение локальных сетей

Назначение локальной сети - осуществление совместного доступа к данным, программам и оборудованию. У коллектива людей, работающего над одним проектом появляется возможность работать с одними и теми же данными и программами не по очереди, а одновременно. Локальная сеть предоставляет возможность совместного использования оборудования. Оптимальный вариант - создание локальной сети с одним принтером на каждый отдел или несколько отделов. Файловый сервер сети позволяет обеспечить и совместный доступ к программам и данным.

У локальной сети есть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело с множеством автономных компьютеров.


2. Состав локальной сети


В состав локальной сети (ЛВС) входит следующее оборудование:

Активное оборудование – коммутаторы, маршрутизаторы, медиаконвекторы;

Пассивное оборудование – кабели, монтажные шкафы, кабельные каналы, коммутационные панели, информационные розетки;

Компьютерное и периферийное оборудование – серверы, рабочие станции, принтеры, сканеры. В зависимости от требований, предъявляемых к проектируемой сети, состав оборудования, используемый при монтаже может варьироваться.

3. Основные характеристики локальной сети


В настоящее время в различных странах мира созданы и эксплуатируются различные типы ЛВС с различными размерами, топологией, алгоритмами работы, архитектурной и структурной организацией. Независимо от типа сетей, к ним предъявляются общие требования:

Скорость - важнейшая характеристика локальной сети;

Адаптируемость - свойство локальной сети расширяться и устанавливать рабочие станции там, где это требуется;

Надежность - свойство локальной сети сохранять полную или частичную работоспособность вне зависимости от выхода из строя некоторых узлов или конечного оборудования.


Термин "топология сети" относится к пути, по которому данные перемещаются по сети. Существуют три основных вида топологий: "общая шина", "звезда" и "кольцо".

Топология "общая шина" предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети (рис. 2.2). В случае "общая шина" кабель используется совместно всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные.

В топологии "общая шина" все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, подключенными к сети. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом. Поиск неисправностей в кабеле затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети.

Соединение звездой. В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией "звезда", при этом получаются разветвленные конфигурации сети. С точки зрения надежности эта топология не является наилучшим решением, так как выход из строя центрального узла приведет к остановке всей сети. Однако при использовании топологии "звезда" легче найти неисправность в кабельной сети.

Используется также топология "кольцо". В этом случае данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получит данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу. Если данные предназначены для получившего их компьютера, они дальше не передаются. Локальная сеть может использовать одну из перечисленных топологий. Это зависит от количества объединяемых компьютеров, их взаимного расположения и других условий. Можно также объединить несколько локальных сетей, выполненных с использованием разных топологий, в единую локальную сеть. Может, например, древовидная топология

Топология типа звезда


Концепция топологии локальной вычислительной сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте RELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел локальной вычислительной сети.

Пропускная способность локальной вычислительной сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает.

Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии локальной вычислительной сети.

При расширении локальных вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра локальной вычислительной сети.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий локальных вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Производительность локальной вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом локальной вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей локальной вычислительной сети.

Центральный узел управления — файловый сервер может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся локальная вычислительная сеть может управляться из ее центра.


Кольцевая топология локальной вычислительной сети


При кольцевой топологии локальной вычислительной сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.

Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию).

Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять «в дорогу» по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в локальную вычислительную сеть.

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся локальная вычислительная сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко.

Подключение новой рабочей станции требует кратко срочного выключения локальной вычислительной сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность локальной вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.


Структура логической кольцевой цепи локальной вычислительной сети


Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая локальная вычислительная сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов (англ. Hub -концентратор), которые по-русски также иногда называют «хаб». В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой локальной вычислительной сети происходит так же, как и в обычной кольцевой локальной вычислительной сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла локальной вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей локальной вычислительной сети.


Шинная топология локальной вычислительной сети


При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в локальной вычислительной сети.

Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей локальной вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование локальной вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.


4. Классификация локальных сетей


На сегодняшний день в мире насчитывается огромное количество различных ЛС и для их рассмотрения и сравнения необходимо иметь систему классификации. Окончательно установившейся классификации ЛС пока не существует, однако можно выявить определенные классификационные признаки ЛС. К ним следует отнести классификацию по назначению, типам используемых ЭВМ, организации управления, организации передачи информации, по топологическим признакам, методам доступа, физическим носителям сигналов, управлению доступом к физической передающей среде и др.


Два типа сетей


Существует два типа компьютерных сетей: одноранговые сети и сети с выделенным сервером. Различия между одноранговыми сетями и сетями на основе сервера имеют принципиальное значение, поскольку определяют возможности этих сетей. Выбор типа сети зависит от многих факторов:


размера предприятия;


необходимого уровня безопасности;


вида бизнеса;


уровня доступности административной поддержки;


объема сетевого трафика;


потребностей сетевых пользователей;


финансовых затрат.


Сеть с централизованным управлением


Если к сети подключено более 10 пользователей, то Одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы.

Выделенный сервер - это такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Он специально оптимизирован для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Диски выделенных серверов доступны всем остальным компьютерам сети. На серверах должна работать специальная сетевая операционная система.

Остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции имеют доступ к дискам сервера и совместно используемым принтерам, но и только. С одной рабочей станции нельзя работать с дисками других рабочих станций. С одной стороны, это хорошо, так как пользователи изолированы друг от друга и не могут случайно повредить чужие данные. С другой стороны, для обмена данными пользователи вынуждены использовать диски сервера, создавая для него дополнительную нагрузку.

Есть, однако, специальные программы, работающие в сети с централизованным управлением и позволяющие передавать данные непосредственно от одной рабочей станции к другой минуя сервер. На рабочих станциях должно быть установлено специальное программное обеспечение, часто называемое сетевой оболочкой.


Смешанные типы топологии


В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию звезда, кольцо, или общая шина, для крупных сетей характерно наличие

произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

По мере все белее широкого распространения локальных сетей, возникают проблемы, связанные с обменом информацией между сетями. Так, в рамках университета в нескольких учебных классах могут использоваться локальные сети, причем это могут быть сети разных типов. Для обеспечения связи между этими сетями используются средства межсетевого взаимодействия, называемые мостами и маршрутизаторами. В качестве моста и маршрутизатора могут использоваться компьютеры, в которых установлено по 2 или более сетевых адаптера. Каждый из адаптеров обеспечивает связь с одно из связываемых сетей. Мост или маршрутизатор получает пакеты, посылаемые компьютером одной сети компьютеру другой сети, переадресует их и отправляет по указанному адресу. Мосты, как правило используются для связи сетей с одинаковыми коммуникационными системами, например, для связи 2-х сетей Ethernet или 2-х сетей Arcnet. Маршрутизаторы связывают сети с разными коммуникационными системами, так как имеют средства преобразования пакетов одного формата в другой. Существуют мосты-маршрутизаторы, объединяющие функции обоих средств. Для обеспечения связи тетей с различными компьютерными системами предназначены шлюзы. Например, через шлюз локальная сеть может быть связана с большой ЭВМ.


ЛИТЕРАТУРА


  1. ©INTUIT.ru::Интернет-Университет Информационных Технологий - дистанционное образование, 2003-2009
  2. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер «Компьютерные сети».- СПб: Издательство «Питер», 2000.
  3. В. Э. Фигурнов «IBM PC для пользователя».- М.: ИНФРА-М, 1997.
  4. А. В. Гаврилов «Локальные сети ЭВМ».-М.: Издательство «Мир», 1990