Презентация «Компьютерные сети»

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Компьютерные сети
  

• 

  2 слайд

  Определение компьютерной сети
  Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) – система связи между двумя или более компьютерами и/или компьютерным оборудованием (серверы, принтеры, факсы, маршрутизаторы и другое оборудование).
  

• 

  3 слайд

  Основные термины
  
  Сервер
  Клиент
  Сервер/клиент
  

• 

  4 слайд

  Компьютер, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, играет роль выделенного сервера сети
  Основные термины
  

• 

  5 слайд

  Основные термины
  

• 

  6 слайд

  Кафедра ИМПИ ЧГПУ
  6
  Компьютер, совмещающий функции клиента и сервера, является одноранговым узлом
  Основные термины
  

• 

  7 слайд

  Классификации компьютерных сетей
  по типу среды
  передачи
  информации
  по
  территориальной
  распространенности
  по организации взаимодействия компьютеров
  По скорости
  передачи
  информации
  

• 

  8 слайд

  По скорости передачи информации:
  Высокоскоростные
  (свыше 100 Мбит/с)
  среднескоростные
  (до 100 Мбит/с)
  низкоскоростные
  (до 10 Мбит/с)
  
  Классификации компьютерных сетей
  

• 

  9 слайд

  По территориальной распространенности:
  Городские сети
  (MAN)
  Скорость – десятки мбит/сек
  
  Глобальные сети
  (WAN)
  Скорость – от десятков кбит/сек до десятков мбит/сек
  
  Локальные сети
  (LAN)
  Скорость обмена данными – от 10 Мбит/с (10 Мбит/с, 100 Мбит/с,
  1 Гбит/с, 10 Гбит/с)
  Классификации компьютерных сетей
  

• 

  10 слайд

  По типу среды передачи данных:
  
  Беспроводные
  
  
  Проводные
  Классификации компьютерных сетей
  

• 

  11 слайд

  По организации взаимодействия ПК:
  
  Гибридная сеть
  Сеть с выделенным сервером
  
  Одноранговая сеть
  Классификации компьютерных сетей
  

• 

  12 слайд

  Одноранговая сеть
  "Коммун." - коммуникационные средства
  

• 

  13 слайд

  Одноранговая сеть
  Все ПК равноправны в возможностях доступа к ресурсам друг друга.
  Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой-либо ресурс своего компьютера разделяемым, после чего другие пользователи могут с ним работать
  В одноранговых сетях на всех ПК устанавливается такая ОС, которая предоставляет всем ПК в сети потенциально равные возможности.
  

• 

  14 слайд

  Одноранговая сеть
  Одноранговые ОС должны включать как серверные, так и клиентские компоненты сетевых служб.
  
  Примеры одноранговых ОС:
  LANtastic
  Windows for Workgroups
  Windows NT Workstation
  Windows 95/98
  

• 

  15 слайд

  Достоинства:
  1. низкая стоимость
  2. простота установки и эксплуатации
  
  Достоинства и недостатки одноранговых сетей
  Недостатки:
  сложность обеспечения защиты информации
  зависимость эффективности работы от количества компьютеров
  

• 

  16 слайд

  число компьютеров в сети  10-20
  проблемы безопасности не критичны
  не ожидается значительного расширения фирмы и, следовательно, сети
  Случаи использования одноранговых сетей
  

• 

  17 слайд

  Сеть с выделенным сервером
  

• 

  18 слайд

  В сетях с выделенными серверами используются специальные варианты сетевых ОС, которые оптимизированы для работы в роли серверов и называются серверными ОС. Пользовательские компьютеры в таких сетях работают под управлением клиентских ОС.
  Сеть с выделенным сервером
  

• 

  19 слайд

  Особенности серверных ОС
  поддержка мощных аппаратных платформ, в том числе мультипроцессорных
  поддержка большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений
  включение в состав ОС компонентов централизованного администрирования сети (например, справочной службы или службы авторизации пользователей сети)
  более широкий набор сетевых служб
  

• 

  20 слайд

  Особенности клиентских ОС
  Основное внимание в клиентских ОС уделено пользовательскому интерфейсу и клиентским частям сетевых служб (файловая служба и служба печати)
  

• 

  21 слайд

  Домены
  В сетях на основе сервера компьютеры объединяются в домены.
  Домен – это определенное администратором сети подмножество компьютеров, которые совместно используют общий каталог, политики безопасности и отношения с другими доменами.
  В сетях Windows Server 2000/2003 домены создаются и поддерживаются службой каталогов Active Directory.
  

• 

  22 слайд

  Достоинства и недостатки сетей с выделенным сервером
  Достоинства:
  разделение ресурсов
  защита
  резервное копирование данных
  количество пользователей
  Недостатки:
  необходимость дополнительной ОС для сервера
  более высокая сложность установки и модернизации сети
  необходимость выделения отдельного ПК в качестве сервера
  

• 

  23 слайд

  Примеры сетевых ОС
  Многие компании, разрабатывающие сетевые ОС, выпускают две версии одной и той же операционной системы
  Одна версия предназначена для работы в качестве серверной ОС, а другая - для работы на клиентской машине. Эти версии чаще всего основаны на одном и том же базовом коде, но отличаются набором служб и утилит
  Сервер - Microsoft Windows 2000/2003 Server
  Клиент - Microsoft Windows 98/XP/2000
  Сервер - Microsoft Windows NT Server
  Клиент - Microsoft Windows NT Workstation
  

• 

  24 слайд

  Технологии использования сервера
  архитектура файл-сервера
  архитектура клиент-сервер
  двухуровневая архитектура
  трехуровневая (трехзвенная) архитектура
  

• 

  25 слайд

  Гибридная сеть
  

• 

  26 слайд

  Топология сети
  Топология сети характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети
  

• 

  27 слайд

  Выбор топологии влияет на:
  состав необходимого сетевого оборудования
  характеристики сетевого оборудования
  возможности расширения сети
  способ управления сетью
  Топология сети
  

• 

  28 слайд

  Кафедра ИМПИ ЧГПУ
  28
  Виды топологии сети
  

• 

  29 слайд

  Полносвязная топология
  

• 

  30 слайд

  Полносвязная топология
  Полносвязная топология – топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным.
  
  Громоздкая и неэффективная, несмотря на логическую простоту. Для каждой пары должна быть выделена независимая линия, каждый ПК должен иметь столько коммуникационных портов сколько ПК в сети. По этим причинам сеть может иметь только сравнительно небольшие конечные размеры.
  

• 

  31 слайд

  Топология «шина», представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции.
  
  На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.
  Топология «шина»
  

• 

  32 слайд

  Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет – кому адресовано сообщение и если ей, то обрабатывает его.
  
  Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных, применяется либо «несущий» сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» остальным станциям.
  Работа в сети с топологией «шина»
  

• 

  33 слайд

  Работа в сети с топологией «шина»
  Пример 1
  Пример 2
  Пример 3
  Пример 4
  

• 

  34 слайд

  Кафедра ИМПИ ЧГПУ
  34
  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.
  Работа в сети с топологией «шина»
  

• 

  35 слайд

  Достоинства:
  небольшое время установки сети
  дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств)
  простота настройки
  выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети
  Достоинства и недостатки топологии «шина»
  Недостатки:
  любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети
  сложная локализация неисправностей
  с добавлением новых рабочих станций падает производительность сети
  

• 

  36 слайд

  «Звезда» – базовая топология компьютерной сети, в которой все ПК сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети.
  
  Подобный сегмент сети
  может функционировать
  как отдельно, так и в
  составе сложной сетевой
  топологии (как правило
  "дерево").
  Топология «звезда»
  

• 

  37 слайд

  Сетевой концентратор или Хаб (жарг. от англ. hub - центр деятельности) - сетевое устройство, для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети.
  Сетевой концентратор
  В настоящее время им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи). В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю.
  

• 

  38 слайд

  Сетевой концентратор
  

• 

  39 слайд

  Рабочая станция, которой нужно послать данные, отсылает их на концентратор, а тот определяет адресата и отдаёт ему информацию. 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.
  Работа в сети с топологией «звезда»
  

• 

  40 слайд

  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
  Работа в сети с топологией «звезда»
  

• 

  41 слайд

  выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом
  хорошая масштабируемость сети
  лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети
  высокая производительность сети (при условии правильного проектирования)
  гибкие возможности администрирования
  Достоинства топологии «звезда»
  

• 

  42 слайд

  Недостатки топологии «звезда»
  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
  

• 

  43 слайд

  «Кольцо» - базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть.
  Топология «кольцо»
  

• 

  44 слайд

  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.
  
  Работа в сети с топологией «кольцо»
  

• 

  45 слайд

  Работа в сети с топологией «кольцо»
  Пример 1
  

• 

  46 слайд

  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
  Достоинства топологии «кольцо»
  

• 

  47 слайд

  Недостатки топологии «кольцо»
  выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети
  сложность конфигурирования и настройки
  сложность поиска неисправностей
  

• 

  48 слайд

  Звезда-шина
  

• 

  49 слайд

  Древовидная
  

• 

  50 слайд

  Проблема коммутации
  Если топология сети не полносвязная, то обмен данными между произвольной парой конечных узлов (абонентов) должен идти в общем случае через транзитные узлы
  

• 

  51 слайд

  Задача коммутации
  Задача коммутации - задача соединения конечных узлов через сеть транзитных узлов - может быть представлена в виде нескольких взаимосвязанных частных задач:
  
  определение последовательности данных, для которых требуется прокладывать пути
  определение маршрута, т.е. последовательности узлов от отправителя к получателю
  сообщение о найденных маршрутах узлам сети
  продвижение и локальная коммутация на каждом транзитном узле
  
  

• 

  52 слайд

  Методы коммутации
  коммутация каналов
  коммутация пакетов
  коммутация сообщений
  
  

• 

  53 слайд

  Коммутация пакетами
  Наиболее распространенный метод коммутации – коммутация пакетами
  
  При коммутации пакетов передаваемая информация разбивается на отдельные части, называемые пакетами
  

• 

  54 слайд

  Модель OSI
  В 1984 году ряд международных организаций по стандартизации - ISO, ITU-T и некоторые другие - разработали модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью OSI.
  
  Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.
  

• 

  55 слайд

  Уровни OSI
  

• 

  56 слайд

  Физический уровень
  передача битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, беспроводные сети.
  
  

• 

  57 слайд

  Канальный уровень
  в целом канальный уровень представляет собой весьма мощный и законченный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети
  обнаружения и коррекции ошибок
  биты группируются в наборы, называемые кадрами
  

• 

  58 слайд

  Сетевой уровень
  согласование разных технологий
  упрощение адресации в крупных сетях
  создание надежных и гибких барьеров на пути нежелательного трафика между сетями
  сообщения сетевого уровня принято называть пакетами
  

• 

  59 слайд

  Транспортный уровень
  гарантированная доставка данных (подтверждение получения пакетов)
  обнаружение ошибок на уровне отправителя и получателя (позволяет принимающей системе обнаружить поврежденные пакеты)
  

• 

  60 слайд

  Сеансовый уровень
  обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации
  
  

• 

  61 слайд

  Представительный уровень
  имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания.
  За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы.
  С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII
  шифрование
  

• 

  62 слайд

  Прикладной уровень
  набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу
  

• 

  63 слайд

• 

  64 слайд

  Типы сетей по типу среды передачи:
  проводные
  беспроводные
  

• 

  65 слайд

• 

  66 слайд

  Коаксиальный кабель
  

• 

  67 слайд

  Коаксиальный кабель
  

• 

  68 слайд

  Типы коаксиальных кабелей
  тонкий (thinnet) коаксиальный кабель
  толстый (thicknet) коаксиальный кабель
  

• 

  69 слайд

  Тонкий коаксиальный кабель
  диаметр около 0,5 см (0,25 дюйма)
  подключение – к плате сетевого адаптера
  расстояние до 185 м (около 607 футов)
  

• 

  70 слайд

  BNC T-коннектор
  
  Оборудование для подключения тонкого коаксиального кабеля
  

• 

  71 слайд

  BNC баррел-коннектор
  Оборудование для подключения тонкого коаксиального кабеля
  

• 

  72 слайд

  BNC-терминатор
  
  Оборудование для подключения тонкого коаксиального кабеля
  

• 

  73 слайд

  Толстый коаксиальный кабель
  диаметр около 1 см (0,5 дюйма)
  подключения - трансивер
  500 метров
  
  

• 

  74 слайд

  Витая пара
  

• 

  75 слайд

  Типы кабеля «Витая пара»
  Экранированная витая пара STP (shielded twisted pair) - каждая закрученная друг вокруг друга пара проводов обмотана фольгой
  Неэкранированная витая пара UTP (unshielded twisted pair)
  

• 

  76 слайд

  Для подключения витой пары к компьютеру используются вилка и гнездо
  
  Оборудование для подключения витой пары
  

• 

  77 слайд

  Оптоволоконный кабель
  Оптоволоконный кабель состоит из сердечника, сделанного из стекла (кварца) или полимера, оболочки, окружающей сердечник, затем следует слой пластиковой прокладки и волокна из кевлара для придания прочности.
  
  Вся эта структура помещена внутрь тефлоновой или поливинилхлоридной «рубашки».
  

• 

  78 слайд

  Оптоволоконный кабель
  

• 

  79 слайд

  Кафедра ИМПИ ЧГПУ
  79
  Два типа оптоволоконного кабеля
  Существует два типа оптоволоконного кабеля: одномодовый (singlemode) и многомодовый (multimode).
  Основное отличие в толщине сердечника и оболочки.
  Одномодовое волокно обычно имеет толщину порядка 8,3/125 микрон, а многомодовое волокно – 62,5/125 микрон.
  Большинство оптоволоконных сетей используют многомодовый кабель, который хотя и уступает по производительности одномодовому, но зато значительно эффективней, чем медный.
  Телефонные компании и кабельное телевидение стремятся применять одномодовый кабель, так как он может передавать большее количество данных и на более длинные дистанции.
  

• 

  80 слайд

  Беспроводные сети
  Трудность прокладки кабеля
  Основные свойства и преимущества беспроводных сетей: мобильность, удаленность, срочность
  

• 

  81 слайд

  Bluetooth
  Bluetooth предназначен для построения персональных беспроводных сетей (Wireless Personal Area Network, WPAN). Зона охвата – до 100 м
  Прямая видимость не обязательна
  Bluetooth работает на не лицензируемой во всем мире частоте 2,45 ГГц, что позволяет свободно использовать устройства Bluetooth. Радиоканал обеспечивает скорость 721 Кбит/с и передачу 3 голосовых каналов
  

• 

  82 слайд

  Технология Wi-Fi
  Наиболее распространенной технологией организации беспроводных сетей является технология WI-FI.
  
  Скорость передачи информации в беспроводной сети зависит как от расстояния между точками, обменивающимися данными, так и от других факторов, к примеру, от уровня помех.
  
  При скорости 54 Мбит/с, что является пределом для WI-FI, дальность составляет 30-50 м.
  
  Расстояние увеличивается до нескольких сотен метров при скорости 1 Мбит/с.
  

• 

  83 слайд

  ИК-порт
  Протокол IrDA (Infra red Data Association) позволяет соединяться с периферийным оборудованием без кабеля при помощи инфракрасных волн.
  Порт IrDA работает со скоростью передачи данных 2400-115200 бит/с.
  Основным недостатком является необходимость в прямой видимости между приемником и передатчиком.