Лабораторна робота №2
ТЕМА: Локальні комп’ютерні мережі.
Мета: ознайомитись з поняттям “комп’ютерна мережа”. Розглянути програмне забезпечення локальних мереж та навчитися працювати з комп’ютерними мережами.
Короткі методичні вказівки по темі Перелік питань:
1. Типи комп’ютерних мереж. Локальні мережі.
2. Технологія “клієнт - сервер”.
3. Програмне забезпечення локальних мереж.
4. Робота з мережею з папки “сетевое окружение”.
5. Робота з мережею з програми “проводник”.
6. Переваги роботи в локальній комп’ютерній мережі.
У наш час інформаційних технологій найважливішим застосуванням комп’ютерів стає створення мереж, що забезпечують єдиний інформаційний простір для багатьох користувачів. Особливо наочно цей процес простежується на прикладі всесвітньої комп’ютерної мережі Internet.
Об’єднання комп’ютерів у мережу дає змогу спільно використати диски великої ємності, принтери, основну пам’ять, мати спільні програмні засоби і дані. Глобальні мережі надають можливість використати апаратні ресурси віддалених комп’ютерів. Ці мережі, охоплюючи мільйони людей, повністю змінили процес поширення і сприйняття інформації, зробили обмін нею через електронну пошту найпоширенішою послугою мережі, а основним ресурсом – інформацію.
Основним призначенням комп’ютерної мережі є забезпечення простого, зручного і надійного доступу користувача до спільних розподілених ресурсів мережі та організація їх колективного використання з надійним захистом від несанкціонованого доступу, а також забезпечення обміну даними між користувачами мережі. За допомогою комп’ютерних мереж ці проблеми вирішуються незалежно від територіального розташування користувачів.
В епоху загальної інформатизації великі обсяги інформації зберігаються, обробляються і передаються в локальних та глобальних мережах. У локальних мережах створюються спільні бази даних для роботи користувачів. У глобальних мережах здійснюється формування єдиного наукового, економічного, соціального і культурного інформаційного простору.
Існує безліч проблем, для вирішення яких потрібні централізовані дані, доступ до баз даних, передача даних на відстань та їх розподілене оброблення. З цим стикаються банківські та інші фінансові структури, системи соціального забезпечення, податкові служби, дистанційне навчання, дистанційна медична діагностика, виборчі системи та ін. У всіх цих випадках необхідно, щоб у комп’ютерній мережі здійснювалися збирання, збереження і доступ до даних, гарантувався захист даних від несанкціонованого доступу.
Студенти всіх спеціальностей всіх форм навчання повинні мати навички користування сучасною обчислювальною технікою, які обов’язково включають вміння працювати в комп’ютерних мережах різних рівнів.
1. Типи комп’ютерних мереж. Локальні мережі
Комп’ютерна мережа – сукупність взаємозв’язаних (через канали передачі даних) комп’ютерів, які забезпечують користувачів засобами обміну інформацією і колективного використання ресурсів мережі: апаратних, програмних та інформаційних.
Комп’ютерні мережі можна класифікувати за рядом ознак, у тому числі за територіальним розміщенням. Комп’ютерні мережі діляться на:
локальні мережі (LAN – local area network) – використовуються для передавання даних на невеликі відстані (в межах однієї кімнати, будівлі, організації, установи, офісу); відстані між ЕОМ – до 10-20 км;
регіональні (корпоративні) (MAN – metropolitan area network) – об’єднують LAN окремого регіону по географічній або тематичній ознаці (в межах району, міста, великого підприємства, країни), причому всі окремі комп’ютери окремих LAN можуть зв’язатись один з іншим; відстані між користувачами – 10-1000 км;
глобальні (WAN – wide area network) – об’єднують MAN для забезпечення комунікації в світовому масштабі; відстані між вузлами мережі – 10-15 тис. км.
Локальна комп’ютерна мережа – система розподільної обробки інформації, яка складається із декількох комп’ютерів. Комп’ютери взаємодіють між собою за допомогою спеціальних систем зв’язку.
Основні функції комп’ютерів, які входять до складу локальних мереж:
організація доступу до мережі;
керування передачею інформації;
надання обчислювальних ресурсів та послуг абонентам мережі.
Характеристики локальної мережі:
фізична повнозв’язаність – пристрої повинні бути пов’язані між собою безперервним фізичним середовищем (кабелем);
швидкість передачі даних по каналах зв’язку – виражається в бітах за секунду;
пропускна здатність каналу зв’язку – кількість переданих знаків (символів) за секунду;
вірогідність передачі інформації – кількість помилок на один знак, який передається;
надійність каналу зв’язку і передавальної апаратури – визначається середнім часом безвідмовної роботи і виражається в годинах.
Локальна мережа – складна система, яка визначається:
функціональними елементами;
топологією;
протоколами;
інтерфейсами;
технічними засобами мереж;
програмними засобами мереж.
Функціональні елементи – окремі апаратні пристрої або програмні модулі (комп’ютер-сервер, ресурси якого доступні іншим комп’ютерам, та комп’ютери-робочі станції, які сумісно використовують ресурси сервера).
Топологія – це логічна схема сполучення каналами зв’язку комп’ютерів (вузлів мережі).
Технічні засоби мережі – різноманітні фізичні пристрої, які забезпечують об’єднання комп’ютерів в мережу (кабелі, мережні адаптери).
Протоколи – ієрархічна система правил взаємодії функціональних елементів мережі. Протоколи забезпечують стандартизацію апаратного та програмного забезпечення.
Інтерфейси – засоби з’єднання функціональних елементів мережі. Інтерфейс буває апаратним та програмним.
Програмні засоби мережі – керують роботою мережі, забезпечують відповідний інтерфейс з користувачем.
Відомі топології мереж:
І) “Зірка” (рис. 1) – існує центральний вузол комунікації (сервер мережі), через який (до якого) передаються всі повідомлення. В цьому випадку на сервер мережі покладаються додаткові функції по налагодженню швидкостей робочих станцій та перетворенню протоколів обміну, що дозволяє об’єднати робочі станції різних типів в рамках однієї мережі.
Переваги:
зручне положення сервера для збору статистики та контролю за працездатністю мережі;
простота логічної та програмної структури;
різнотипність робочих станцій.
Недоліки:
низька швидкість роботи;
низька надійність;
велика довжина ліній зв’язку;
низька ефективність використання ліній зв’язку.
Рисунок 1 – Мережа типу “Зірка”
2) “Загальна шина” (моноканальна топологія) (рис. 2) – робочі станції за допомогою адаптерів мережі підключаються до загальної магістралі (шини). При роботі інформація від тієї робочої станції, яка веде передачу, поступає на адаптери всіх робочих станцій, але сприймається тільки тією робочою станцією, для якої вона призначена.
Переваги:
проста логічна та програмна організація;
висока модульність (можливість підключити нові робочі станції без додаткового обладнання);
висока швидкість передачі даних;
відсутність в необхідності централізованого управління;
довільне розміщення сервера;
стійкість до несправності окремих вузлів.
Недолік:
виникнення колізій (конфліктів) при одночасній передачі пакетів двома вузлами.
Рисунок 2 – Мережа типу “Загальна шина”
3) “Кільце” (циклічна мережа) (рис. 3) – існує замкнений, одного напрямку канал передавання даних, у вигляді кільця або петлі. Інформація передається послідовно між адаптерами робочих станцій, поки не дійде до одержувача, після чого вилучається із мережі. Керування мережею типу “кільце” може здійснюватись централізовано за допомогою станції-монітору або децентралізовано, коли функції керування розподіляються між усіма робочими станціями.
Переваги:
довільне розміщення сервера;
простота методу управління мережею;
висока пропускна здатність мережі.
Недолік:
відмова одного ланцюжка мережі може вивести із ладу всю мережу.
Рисунок 3 – Мережа типу “Кільце”
Решта топологій є похідними від 3–х базових.
4) “Дерево” (iєрархічна структура) (рис. 4) – робочі станції мережі організовані у вигляді ієрархічної багаторівневої структури, причому кожний комп’ютер на будь-якому рівні пов’язаний тільки з одним комп’ютером верхнього рівня та з кількома комп’ютерами нижнього рівня.
Перевага:
існування оптимального шляху (найкоротшого) між 2–а робочими станціями
Недолік:
складність логічної і програмної організації.
Рисунок 4 – Мережа типу “Дерево”
5) Довільна структура – комп’ютери з’єднані в довільному порядку, структура мережі може бути змішаною (наприклад, “кільце” і “зірка” одночасно).