Глобальные и локальные сети ЭВМ. Сравнительный анализ. Способы интеграции и взаимодействия. Области использования
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВАРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное
государственное
Инженерно-экономический факультет
Кафедра: « Вычислительной техники и прикладной математики »
Реферат на тему:
«Глобальные и локальные сети ЭВМ. Сравнительный анализ. Способы интеграции и взаимодействия. Области использования»
Выполнила: Крюкова М.С.
Группа 11Б – ЭК
Проверил: Лосев А.Н.
Москва 2013
Содержание.
Введение. 3
1.Глобальные сети ЭВМ. 4
2.Локальные сети ЭВМ. 5
3.Сравнительный анализ глобальных и локальных сетей ЭВМ. 8
4.Способы интеграции и взаимодействия. 11
5.Области использования. 13
Заключение. 23
Список литературы. 24
Введение.
В данной работе рассматривается тема "Локальные и глобальные сети ЭВМ.Сравнительный анализ.Способыинтеграции и взаимодействия".
Компьютерная сеть в настоящее
время стала неотъемлемым атрибутом
современной организации, будь то предприятие,
небольшая фирма, государственное
учреждение или просто библиотека.Сети
являются инструментом для успешного
ведения дел в условиях высокой конкуренции.
Преимуществасетевой работы:
- "Совместное использование файлов,принтеров,модемов;
- "Централизованное использование приложений, например баз данных;
- "Улучшение взаимодействия между сотрудниками благодаря таким приложениям,как документооборот, электронная почта;
- " Снижение затрат на периферийное оборудование за счет его коллективного использования;
- "Снижение затрат на администрирование и поддержку благодаря централизацииресурсов;
- "Обеспечение платформы для приложений удаленного доступа, автоматического резервного копирования файлов, совместного доступа к сети
1.Глобальные сети ЭВМ.
Глобальные сети WideAreaNetworks (WAN) объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, то в глобальных сетях часто используются существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, многие глобальные сети используют телефонные и телеграфные каналы общего назначения. Из-за низких скоростей таких линий связи в глобальных сетях набор предоставляемых услуг обычно ограничивается передачей файлов преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, в форме электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных по некачественным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающиеся от методов и оборудования, которые применяются в локальных сетях. В то же время сейчас наблюдается явная тенденция сближения локальных и глобальных сетей, одной из причин которого является улучшение качества линий связи. В глобальных сетях начали появляться и оперативные сервисы, например, доступ к информационным серверам сети Internet.
Исторически глобальные вычислительные сети появились первыми. Казалось очевидным, что соединять надо компьютеры, разнесенные на большие расстояния, а не находящиеся рядом, так как для них можно организовать обмен данными "вручную", например, через сменные магнитные носители. Да и не так часто в одном месте концентрировалось несколько машин, гораздо чаще предприятие приобретало одну мощную машину, которую и связывать-то было не с чем. Терминалы такой универсальной ЭВМ покрывали всю территорию предприятия и представляли собой функциональный эквивалент современной локальной сети, предоставляя всем сотрудникам доступ к централизованным данным с помощью простых алфавитно-цифровых терминалов. Главным стимулом создания глобальных сетей явилась потребность в совместном использовании информации, локализующейся в разных, географически удаленных точках. Такая потребность могла быть удовлетворена только при наличии эффективных методов передачи данных на большие расстояния. С этой целью и были разработаны специальные методы передачи и аппаратура, которые позволили связать между собой компьютеры, находящиеся на расстоянии многих километров друг от друга.
Гораздо позже, когда были
осознаны преимущества распределенной
обработки данных и разделения ресурсов,
началось развитие локальных вычислительных
сетей. Это развитие приобрело подлинно
взрывной характер после того, как
в сети были объединены персональные
компьютеры. Такие системы оказались
очень эффективными: они легко
допускали наращивание
2.Локальные сети ЭВМ.
Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т.п.) и коммутационных устройств, соединённых кабелями. Локальные сети делятся на учрежденческие (офисные сети фирм, сети организационного управления и другие сети, отличающиеся по терминологии, но практически одинаковые по своей идеологической сути) и сети управления технологическими процессами на предприятиях.
Структура ЛКС.
Способ соединения компьютеров называется структурой или топологией сети. Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине) (см.рис.1)
Во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему собственному кабелю(см.рис.2)
Проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.
В этом смысле «звезда», более устойчива.
Рис.3. «Звезда»
Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.
В сети, имеющей структуру типа «кольцо»(см.рис.4).
Рис.4. «Кольцо»
Информация передается
между станциями по кольцу с переприемом
в каждом сетевом контроллере. Переприем
производится через буферные накопители,
выполненные на базе оперативных запоминающих
устройств, поэтому при выходе их строя
одного сетевого контроллера может нарушиться
работа всего кольца.
Достоинство кольцевой структуры – простота
реализации устройств, а недостаток –
очень низкая надежность.
Все рассмотренные структуры – иерархические.
Однако, благодаря использованию мостов,
специальных устройств, объединяющих
локальные сети с разной структурой, из
вышеперечисленных типов структур могут
быть построены сети со сложной иерархической
структурой.
3.Сравнительный анализ глобальных
и локальных сетей ЭВМ.
Рассмотрим основные отличия локальных сетей от глобальных более детально. Так как в последнее время эти отличия становятся все менее заметными, то будем считать, что рассматриваем сети конца 80-х годов, когда эти отличия проявлялись весьма отчетливо, а современные тенденции сближения технологий локальных и глобальных сетей будут рассмотрены позже.
Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. Класс локальных вычислительных сетей по определению отличается от класса глобальных сетей небольшим расстоянием между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях качественных линий связи: коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях, свойственных глобальным сетям, В глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново.
Если принять во внимание все перечисленные выше различия локальных и глобальных сетей, то становится понятным, почему так долго могли существовать раздельно два сообщества специалистов, занимающиеся этими двумя видами сетей. Но за последние годы ситуация резко изменилась. Специалисты по локальным сетям, перед которыми встали задачи объединения нескольких локальных сетей, расположенных в разных, географически удаленных друг от друга пунктах, были вынуждены начать освоение чуждого для них мира глобальных сетей и телекоммуникаций. Тесная интеграция удаленных локальных сетей не позволяет рассматривать глобальные сети в виде «черного ящика», представляющего собой только инструмент транспортировки сообщений на большие расстояния. Поэтому все, что связано с глобальными связями и удаленным доступом, стало предметом повседневного интереса многих специалистов по локальным сетям.
С другой стороны, стремление повысить
пропускную способность, скорость передачи
данных, расширить набор и
Таким образом, в мире локальных
и глобальных сетей явно наметилось
движение навстречу друг другу, которое
уже сегодня привело к
Одним из проявлений этого сближения
является появление сетей масштаба
большого города (MAN), занимающих промежуточное
положение между локальными и
глобальными сетями. При достаточно
больших расстояниях между
Сближение в методах передачи данных происходит на платформе оптической цифровой (немодулированной) передачи данных по оптоволоконным линиям связи. Из-за резкого улучшения качества каналов связи в глобальных сетях начали отказываться от сложных и избыточных процедур обеспечения корректности передачи данных. Примером могут служить сети framerelay. В этих сетях предполагается, что искажение бит происходит настолько редко, что ошибочный пакет просто уничтожается, а все проблемы, связанные с его потерей, решаются программами прикладного уровня, которые непосредственно не входят в состав сети framerelay.
За счет новых сетевых технологий и, соответственно, нового оборудования, рассчитанного на более качественные линии связи, скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения приближаются к традиционным скоростям локальных сетей (в сетях framerelay сейчас доступны скорости 2 Мбит/с), а в глобальных сетях АТМ и превосходят их, достигая 622 Мбит/с.
В результате службы для режима on-line становятся обычными и в глобальных сетях. Наиболее яркий пример - гипертекстовая информационная служба WorldWideWeb, ставшая основным поставщиком информации в сети Internet. Ее интерактивные возможности превзошли возможности многих аналогичных служб локальных сетей, так что разработчикам локальных сетей пришлось просто позаимствовать эту службу у глобальных сетей. Процесс переноса служб и технологий из глобальных сетей в локальные приобрел такой массовый характер, что появился даже специальный термин - intranet-технологии (intra - внутренний), обозначающий применение служб внешних (глобальных) сетей во внутренних - локальных.
Локальные сети перенимают у глобальных сетей и транспортные технологии. Все новые скоростные технологии (FastEthernet, GigabitEthernet, l00VG-AnyLAN) поддерживают работу по индивидуальным линиям связи наряду с традиционными для локальных сетей разделяемыми линиями. Для организации индивидуальных линий связи используется специальный тип коммуникационного оборудования - коммутаторы. Коммутаторы локальных сетей соединяются между собой по иерархической схеме, подобно тому, как это делается в телефонных сетях: имеются коммутаторы нижнего уровня, к которым непосредственно подключаются компьютеры сети, коммутаторы следующего уровня соединяют между собой коммутаторы нижнего уровня и т. д. Коммутаторы более высоких уровней обладают, как правило, большей производительностью и работают с более скоростными каналами, уплотняя данные нижних уровней. Коммутаторы поддерживают не только новые протоколы локальных сетей, но и традиционные - Ethernet и TokenRing.
В локальных сетях в последнее время уделяется такое же большое внимание методам обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа, как и в глобальных сетях. Такое внимание обусловлено тем, что локальные сети перестали быть изолированными, чаще всего они имеют выход в «большой мир» через глобальные связи. При этом часто используются те же методы - шифрование данных, аутентификация пользователей, возведение защитных барьеров, предохраняющих от проникновения в сеть извне.
И наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Наиболее ярким представителем нового поколения технологий является технология АТМ, которая может служить основой не только локальных и глобальных компьютерных сетей, но и телефонных сетей, а также широковещательных видеосетей, объединяя все существующие типы трафика в одной транспортной сети.
4.Способы интеграции и взаимодействия.
Постепенно различия между локальными и глобальными типами сетевых технологий стали сглаживаться. Изолированные ранее локальные сети начали объединяться друг с другом, при этом в качестве связующей среды использовались глобальные сети. Тесная интеграция локальных и глобальных сетей привела к значительному взаимопроникновению соответствующих технологий.
Сближение в методах передачи данных происходит на платформе цифровой передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи. Высокое качество цифровых каналов изменило требования к протоколам глобальных компьютерных сетей. Появились новые технологии глобальных сетей такие как framerelay и АТМ. В этих сетях предполагается, что искажение битов происходит настолько редко, что ошибочный пакет выгоднее просто уничтожить, а все проблемы, связанные с его потерей, перепоручить программному обеспечению более высокого уровня, которое непосредственно не входит в состав сетей framerelay и АТМ.
Большой вклад в сближение локальных и глобальных сетей внесло доминирование протокола IP. Этот протокол сегодня используется поверх любых технологий локальных и глобальных сетей - Ethernet, TokenRing, ATM, framerelay - для создания из различных подсетей единой составной сети.
Компьютерные глобальные сети 90-х, работающие на основе скоростных цифровых каналов, существенно расширили набор своих услуг и догнали в этом отношении локальные сети. Стало возможным создание служб, работа которых связана с доставкой пользователю больших объемов информации в реальном времени - изображений, видеофильмов, голоса, в общем, всего того, что получило название мультимедийной информации. Наиболее яркий пример - гипертекстовая информационная служба WorldWideWeb, ставшая основным поставщиком информации в Интернете.
Одним из проявлений
сближения локальных и
5.Области использования.
Области применения локальных и глобальных сетей различны, однако и те и другие являются значительным достижением в области компьютерных технологий, а потому заслуживают самого пристального внимания.
- Печать документов.
В любом офисе требуется печатать те или иные документы. Несмотря на повсеместное внедрение так называемой "безбумажной" технологии количество печатных документов не только не уменьшилось, но и даже возросло.
Если вас заботит престиж вашей фирмы, все ее внутренние и внешние документы должны печататься на качественном лазерном принтере.
Для
простых документов можно использовать
относительно дешевый принтер, который
стоит несколько сотен
Разумеется, нет смысла покупать несколько дорогостоящих лазерных принтеров по одному для каждого компьютера. Не всякая фирма может позволить себе такие затраты. Поэтому обычно покупается только один или два принтера.
Но как подключить один принтер сразу к нескольким компьютерам?
Существует несколько
Во-первых, можно купить специальный переключатель, который подключается с одной стороны к принтеру, а с другой - к нескольким компьютерам (см.рис.1)
Рис.1. Подключение принтера через переключатель.
Очевидно, такое решение пригодно
только в простейших случаях, когда
все компьютеры находятся в одной
комнате, и в этой же комнате установлен
принтер. Если компьютеров много, около
переключателя соберется
Во-вторых, можно подключить принтер только к одному компьютеру. Если пользователю, не имеющему принтера, нужно что-либо распечатать, он может записать данные на дискету и в таком виде отнести их к обладателю принтера.
У этого способа много
Третий способ предполагает наличие сети компьютеров(см.рис.2)
Рис.2. Подключение принтера в локальной сети компьютеров.
Оставим пока в стороне технические подробности соединения компьютеров. На данном этапе вам достаточно будет знать, что в локальной сети компьютеры соединяются друг с другом при помощи специальных сетевых адаптеров, приобретаемых, как правило, отдельно.
Сетевое программное обеспечение должно быть установлено на каждом компьютере. Оно обеспечивает передачу данных в любом направлении между любыми компьютерами сети.
Несмотря на то, что принтер подключен
только к одному компьютеру, аппаратное
и сетевое программное
Доступ к подключенному таким образом принтеру очень удобный - процедура печати на сетевом принтере практически ничем не отличается от процедуры печати на локальном принтере (локальный принтер подключен непосредственно к компьютеру).
Преимущества использования
- Базы данных.
Несмотря на широко известное утверждение о том, что компьютеры используются в основном как очень хорошие и дорогие печатные машинки, для этого устройства существуют и другие, не менее полезные, применения.
Самое известное из них - базы данных. Мы не будем объяснять вам, что это такое, во всяком случае, в этой книге. Безусловно, вам известно, что базы данных предназначены для ввода, хранения и выборки самой разной информации.
В простейших случаях вся база данных размещается в виде одного или нескольких файлов на диске одного компьютера. Вводом данных и запрашиванием нужной информации занимается один человек.
Однако чаще один человек не может справиться с базой данных. Представьте себе базу данных среднего по величине банка или базу данных авиакомпании, содержащей сведения о свободных местах и проданных билетах.
В
этом случае вводом и обработкой данных
занимаются несколько человек (или
даже несколько десятков или сотен
человек). Как создать подобную систему,
предназначенную для
Существует два подхода.
Первый подход берет свое начало с тех времен, когда компьютеры занимали отдельные комнаты, а обслуживанием одного компьютера занимались десятки специалистов различного профиля. Он заключается в организации работы пользователей с одним компьютером в режиме разделения времени.
Раньше компьютер стоил
Если расположить файлы базы
данных на дисках такого компьютера, с
ними смогут работать одновременно много
пользователей. Таким образом, задача
организации коллективного
Второй подход основан на использовании локальных сетей.
В этом случае один из компьютеров выделяется для работы системы управления данными (СУБД). Он называется сервером базы данных. Остальные компьютеры, подключенные к сети, называются рабочими станциями. Как можно догадаться из названия, рабочие станции предназначены для пользователей.(см.рис.3)
Рис.3. СУБД в локальной сети.
Рабочие станции выполняют роль интеллектуальных терминалов, посылая запросы в базу данных, которая физически находится на диске сервера СУБД. Сервер СУБД обрабатывает запросы, посылая в рабочие станции результат их выполнения.
Заметим, что хотя компьютер, играющий роль сервера СУБД, имеет в своей конфигурации видеомонитор и клавиатуру, в обычном режиме работы эти устройства не используются. Компьютер сервера СУБД взаимодействует с компьютерами пользователей (и, соответственно, с пользователями) через сеть, и только через сеть.
Чем этот подход лучше первого?
Так как в роли терминала выступает персональный компьютер, пользователь может выполнять дополнительную обработку данных локально, не загружая ресурсы сервера СУБД. Это может значительно повысить производительность работы системы, особенно при большом количестве пользователей.
Если в качестве операционной системы рабочей станции используется Windows, любой пользователь может оформить результаты запроса к базе данных в формате текстового процессора MicrosoftWordforWindows или электронной таблицы MicrosoftExcel. Полученный документ можно затем отформатировать и отпечатать на лазерном принтере (разумеется, сетевом!). Такое невозможно, если все, что есть в распоряжении пользователя - это алфавитно-цифровой видеомонитор с зеленым изображением и клавиатура.
Таким образом, сеть персональных компьютеров позволит вам создать в офисе базу данных с коллективным доступом. Трудно себе представить, как это можно сделать, если вы имеете только несколько компьютеров, никак не соединенных между собой.
- Совместное использование файлов.
Несмотря
на стремительное падение
В локальной сети можно выделить один или несколько компьютеров для так называемых файл-серверов. Диски файл-сервера обычно имеют большую емкость (сотни Мбайт или даже десятки Гбайт). При этом они доступны пользователям рабочих станций так же, как и их локальные диски(см.рис.4)
Рис.4. Файл-сервер в локальной сети.
Если расположить файлы на диске файл-сервера, все пользователи сети (или только некоторые из них по выбору администратора сети) получат доступ к этим файлам.
Внешне это будет выглядеть так, как будто на каждой рабочей станции появится один или несколько новых дисков. Эти диски будут почти неотличимы по своему "поведению" от локальных дисков рабочей станции, но они будут расположены на файл-сервере (который находится, возможно, в другой комнате или даже в другом здании).
В качестве устройства памяти к файл-серверу можно подключить устройство чтения компакт-дисков или магнитооптический диск с перезаписью данных.
Стоимость устройства чтения компакт-диска невелика, поэтому его обычно устанавливают на каждой рабочей станции. Тем не менее, сеть позволяет организовать коллективный доступ и сэкономить несколько сотен долларов.
В то же время стоимость устройства магнитооптической записи или магнитного диска емкостью в несколько Гбайт слишком высока, чтобы оснащать этими "игрушками" все рабочие станции. Поэтому, если необходимо организовать хранение и коллективное использование значительного объема данных, локальная сеть компьютеров будет весьма неплохим решением.
Вы можете представить себе файл-сервер просто как дисковое устройство коллективного пользования, и в большинстве случаев это будет недалеко от истины.
Одно из весьма полезных применений файл-сервера - обмен файлами между различными пользователями. Если сети нет, обмен выполняется при помощи дискет. Есть еще один вариант - соединение двух компьютеров через порт последовательной передачи данных, но этот вариант работает медленно и имеет другие очевидные недостатки.
Теперь представьте себе, что вам нужно переписать со своего диска на диски других компьютеров файл, имеющий размер 100 Мбайт. Вы можете подсчитать сами, сколько для этого потребуется дискет и времени.
Если же все пользователи имеют доступ к общему дисковому устройству, вам достаточно скопировать файл на это устройство один раз. Далее все остальные пользователи смогут обращаться либо к файлу, записанному вами на диск файл-сервера, либо они смогут скопировать этот файл к себе на локальный диск.
- Передача сообщений и почта.
Во время работы сотрудники часто обмениваются различной информацией, в том числе сообщениями. Раньше, когда не было компьютерных сетей, вы могли воспользоваться двумя методами передачи сообщений.
Первый метод заключается в том, что вы сами находите нужного вам человека и передаете ему на словах все, что нужно. В зависимости от того, насколько легко застать человека на рабочем месте, процесс передачи сообщения может длиться несколько минут или несколько дней.
Второй метод предполагает использование телефона или селекторной связи. Если сотрудник находится на месте, вы передаете ему сообщение. Если же нет, ...впрочем, вы все это отлично знаете сами.
Локальная сеть позволяет организовать передачу текстовых сообщений между пользователями рабочих станций. Все, что вам нужно сделать для передачи сообщения, это выбрать пользователя из списка, набрать текст сообщения и в соответствующей диалоговой панели нажать универсальную кнопку "OK". Если рабочая станция адресата включена, на экране появится текст сообщения, сопровождаемый звуковым сигналом. Конечно, в том случае, когда сотрудника нет на месте, все ваши усилия пропадут даром.
Более удобны услуги, предоставляемые так называемой электронной почтой.

- Глобальные и локальные экологические проблемы и путы их решения
- Глобальные информационные сети
- Глобальные и региональные тенденции в проектной культуре
- Глобальные катастрофы и эволюция жизни
- Глобальные компьютерные информационные сети
- Глобальные компьютерные сети
- Глобальные компьютерные сети
- Глобальные изменения климата на планете: влияние природных и антропогенных факторов
- Глобальные изменения климата. Причины и прогнозы
- Глобальные и локальные сети
- Глобальные и локальные сети
- Глобальные и локальные сети
- Глобальные и локальные сети
- Глобальные и локальные сети ЭВМ сравнительный анализ. Способы интеграции и взаимодействия