Локальные и глобальные информационные сети

     МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

 

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
(ДВФУ)

 

 

Школа экономики  и менеджмента   Школа гуманитарных наук   Центр дистанционного образования

 

080507.65

 

 

Коваленко Александр  Николаевич

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине  «Информационные технологии управления»

 

 

 

на тему «Локальные и глобальные информационные сети»

 

 

 

 

Выполнил  студент гр._________   Проверил  ____________________               ________________________________________                        зачтено/незачтено

 

 

 

 

г. Владивосток

2013

Введение

Целью выполнения реферата является закрепление устойчивых навыков работы с  текстовым редактором Microsoft Word и знакомство с достоинствами и недостатками различных компьютерных технологий. В настоящее время компьютерные технологии получили широкое распространение практически во всех областях деятельности человека.

Менеджеры различных направлений, бухгалтеры, экономисты, инженеры-проектировщики, составители и хранители все возможных  документов, журналисты и издатели, научные работники и многие другие повышают эффективность своей работы с помощью персональных ЭВМ. Для этого применяются различные компьютерные технологии. В данной работе речь пойдет об «универсальных» технологиях, которые используются во многих сферах деятельности, предназначенные для коллективной работы пользователей в компьютерных информационно-вычислительных сетях.

Информационные  технологии с применением автономно  работающей ПЭВМ значительно расширяют  интеллектуальные возможности пользователя. Однако более значительный эффект от использования ПЭВМ можно получить при объединении отдельных ПЭВМ организации, предприятия, фирмы и  др. в локальную компьютерную сеть, которая обеспечивает функционирование фирмы как единой слаженной системы.

Локальные сети объединяют все службы фирмы, ускоряют документооборот, хранят необходимую  информацию и предоставляют ее работникам фирмы и др. Естественным продолжением тенденции развития информационных технологий являются компьютерные телекоммуникации и глобальные сети, обеспечивающие доступ пользователей к информационным ресурсам всей страны и выход в  мировое информационное пространство.

Глобальные  сети объединяют правительственные  учреждения, промышленные корпорации, университеты и колледжи, исследовательские  центры, коммерческие компании и общественные организации. Сейчас важнейшая роль в мировых телекоммуникациях  принадлежит, конечно же, Internet, которая охватывает практически все страны, содержит информацию обо всех сторонах человеческой деятельности, не знает пограничных и цензурных ограничений.

В настоящее  время компьютерные технологии получили широкое распространение практически  во всех областях деятельности человека.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Локальные и глобальные информационные сети

1.1 Локальные компьютерные сети

Информационной (компьютерной) сетью называется группа компьютеров, соединенных между  собой с помощью специальной аппаратуры, обеспечивающей обмен данными. Компьютеры, расположенные в пределах одного или нескольких рядов стоящих зданий и объединенных с помощью высокоскоростного сетевого оборудования, называется локальной сетью.

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.

Локальные сети характерны тем, что расстояния между компонентами сети сравнительно невелики, как правило, не превышают  нескольких километров. Локальные сети различаются по роли и значению ПЭВМ в сети, структуре, методам доступа  пользователей к сети, способам передачи данных между компонентами сети и  др. Каждой из предлагаемых на рынке  сетей присуши свои достоинства  и недостатки. Выбор сети определяется числом подключаемых пользователей, их приоритетом, необходимой скоростью  и дальностью передачи данных, требуемыми пропускной способностью, надежностью и стоимостью сети.

1.2 Глобальные информационные  сети

Разработка средств и  методов передачи информации на большие  расстояния сделала возможным появление  глобальных сетей.

Глобальной сетью  называется объединение компьютеров, расположенных на большом расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов

В настоящее время для  обеспечения связи в глобальных сетях выработаны единые правила  технология Интернет.

Эти правила устанавливают:

- единый способ подключения  отдельного компьютера или локальной  сети к глобальной;

- единые правила передачи  данных;

- единую систему идентификации компьютера в сети (сетевой адрес).

При создании этой технологии преследовалось несколько целей, однако одной из основных было создание сети, устойчивой к частичным повреждениям. Одним из путей достижения этой цели является разработка технологии децентрализованной обработки информации в сети.

Децентрализация обработки  информации достигается следующим  образом. Каркас глобальных сетей составляют хост-компьютеры, являющиеся мощными узлами связи. Они обеспечивают надежный круглосуточный обмен информацией между пользователями сети.

Хост-компьютеры соединяются между собой выделенными телефонными каналами связи, волоконно-оптическими кабелями или беспроводными (спутниковыми) каналами связи.

Совокупность хост-компьютеров обеспечивает связь с международными телекоммуникационными сетями. При неисправности одного узла (компьютера) в сети сохраняется возможность обмена информацией между другими компьютерами, так как пакеты данных на пути к компьютеру с нужным адресом автоматически направляются по альтернативному маршруту, в обход аварийного участка.

Для получателя информации не имеет значения, каким путем  пакеты информации будут доставлены на его компьютер.

Современные глобальные телекоммуникационные сети объединяют десятки, а иногда и  сотни хост-компьютеров. В них работают сотни тысяч пользователей. Набор услуг, предоставляемый пользователям в той или иной сети, зависит, прежде всего, от возможностей сетевого программного обеспечения, установленного на хост-компьютерах.

Для «общения» компьютеров, включенных в сеть, как и для  общения людей, нужен специальный  язык. Языком, описывающим правила  работы сети, является совокупность сетевых  протоколов TCP IP (transmission control; Protocol/ Internet Protocol — протокол управления передачей / интернет-протокол).

1.3 Международные требования к сетям

В настоящее  время Международная организация  стандартов разработала более 25 стандартов на локальные сети. Рассмотрим основные требования стандартов к учрежденческим сетям:

– возможность подключения современных, ранее разработанных 
и перспективных ПЭВМ и периферийных устройств;

скорость  передачи данных должна быть не менее 1 Мбит/с; отключение и подключение  компонентов сети не должно нарушать общую работу сети более чем на 1 с;

– средства обнаружения ошибок, имеющиеся в сети, должны выявлять все сообщения, содержащие 4 и более искаженных битов;

– надежность сети должна обеспечивать не более 20 мин простоя сети в год.

Международные стандарты предъявляют высокие  требования к локальным сетям. Поэтому  требования международных стандартов удовлетворяют лишь ряд сетей, выпускаемых  ведущими электронными фирмами мира.

1.4 Классификация сетей

Локальные сети, широко используемые в научных, управленческих, организационных и  коммерческих технологиях, можно классифицировать по следующим признакам:

1. По роли ПЭВМ 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 (постоянными 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.

1.5 Структуры сетей

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. Сети с проводными линиями связи

 Одна  из ПЭВМ может выполнять функции  центра управления сетью (ЦУС).

Метод доступа  к сети – вызов абонента по его  сетевому имени с коммутацией  каналов в УК. Способ коммутации каналов обеспечивает соединение абонентов  через УК на время передачи сообщения. При этом в УК возможна организация  приоритетного доступа к сети абонентов.

Условные  обозначения: ЦУС – центр управления сетью (сервер), ПЭВМ персональный компьютер, УК – узел коммуникации

Достоинства сети:

• простота и низкая стоимость подключения пользователей к сети;
• простота управления сетью;
• возможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети.

Недостатки:

скорость  передачи сообщений зависит от количества абонентов, интенсивности приема и  передачи сообщений и технических  возможностей 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, который предусматривает  рабочие и резервные модули. Система  диагностики оценивает функционирование рабочего модуля и в случае необходимости  переключает сеть на работу с резервным  модулем.

Примером  одноузловой сети может служить  Arcnet (США). Хотя сеть не имеет статуса международного стандарта, она широко применяется для построения небольших учрежденческих сетей. В состав сети входит 8-канальный канальный УК. Количество абонентов может быть увеличено путем подключения новых УК.

3. Радиоканальные сети

Структура сети похожа на одноузловую сеть, только сообщения в сети передаются не по проводным линиям связи, а по радиолиниям. Для этого каждая ЭВМ снабжена абонентской радиостанцией (АРС). Абонентские  радиостанции связаны между собой  через центральную радиостанцию (ЦРС).

Условные  обозначения: ПЭВМ – персональный компьютер, ЦРС – центральная радиостанция

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 (рис. 2.4.1.3.). Искаженные сообщения повторно передаются через случайные промежутки времени. При столкновениях сообщений теряется активное время работы сети, равное сумме времени передачи обоих сообщений.

Для уменьшения вероятности появления столкновений применяются модификации этого  метода: доступ с контролем несущей (CSMA) и доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений (CSMA/CD). Доступ с контролем несущей заключается в том, что абонент «слушает» сеть и передает сообщение только в свободную сеть. Столкновения возможны, когда два или более абонентов начинают передачу одновременно. Искаженные сообщения передаются повторно.

При доступе  с контролем несущей и обнаружением столкновений абонент «слушает» сеть, передает сообщение в освободившуюся сеть и контролирует возможность столкновения сообщений. Если абоненты начинают передачу одновременно, то столкнувшиеся сообщения сразу уничтожаются, 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 движущимися абонентами.

4.Кольцевые сети

Средства  коммуникаций сети включают физическую среду передачи сигналов в форме  кольца, соединяющего ПЭВМ, блоки доступа  и повторители.

Условные  обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, БлД – блок доступа, П – повторитель.

Блок  доступа (БлД) – это техническое устройство для подключения ПЭВМ к физической среде. БлД делятся на две группы: доступ без разрыва целостности физической среды передачи сигналов и доступ с разрывом физической среды и восстановлением ее с помощью БлД. Например, без разрыва физической среды можно осуществить доступ к проводным линиям связи, но доступ к оптоволоконным линиям возможен только с разрывом среды передачи сигналов. Сообщение, переданное абонентом, поступает через БлД в физическую среду и движется по кольцу. Повторитель (П) 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.

5.Магистральные сети

1. Магистральные  моноканалы

Все абоненты подключены к одной физической среде, представляющей собой магистраль (шину). Сообщение, переданное пользователем, поступает через БлД ко всем абонентам сети.

Условные  обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, БлД – блок доступа

 Методы доступа к сети:

- централизованные методы доступа, аналогичные методам кольцевых структур: разделение времени и передача полномочия.

- случайные методы доступа, аналогичные методам, характерным для радиоканальных ЛКС. 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 работы сети в случае неразрушающего физическую среду подключения абонентов;

– наименьшая длина физической среды.

Для повышения  надежности и пропускной способности  применяются двойные моноканалы.

Примером  магистральной моноканальной структуры  является сеть Ethernet, представляющая собой отраслевой стандарт фирм Intel, DEC и Xerox. Сеть положена в основу международного стандарта, обслуживает до 1000 абонентов при длине сети до 10 км, доступ к сети осуществляется по протоколам CSMA/CD.

2. Магистральные  поликаналы

Поликаналом называют группу средств коммуникаций, работающих на одной физической среде и предназначенных для организации нескольких сетей различного назначения. Для этого применяется широкополосная физическая, среда, например широкополосный коаксиальный или оптоволоконный кабель.

Структура поликанальной ЛКС Условные обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, БлД – блок доступа

Здесь одна сеть передает информацию на частоте  fl, а другая – на частоте/2. Методы доступа к сети: централизованные и случайные, аналогичные магистральному моноканалу.

Достоинства сети:

• высокая пропускная способность, позволяющая передавать большие потоки разнообразной информации;
• возможность организации на одной физической среде нескольких сетей различного назначения (например, в крупных финансовых организациях, информационных и многопрофильных фирмах).

Недостатки:

• сложность эксплуатации;
• высокая стоимость оборудования.

Магистральные поликаналы разрабатываются и производятся по конкретным заказам.

6. Комбинированные сети

Каждая  из приведенных структур сетей обладает определенными достоинствами и  недостатками. Преодолеть некоторые  недостатки и повысить эффективность  сетей можно путем комбинирования (структурирования) различных топологий. Например, на рис. 2.4.4.1. изображена сеть с одним УК и двумя магистральными моноканальными подсетями. Сеть может включать несколько УК, каждый из которых имеет несколько портов.

Комбинированная ЛКС (вариант 1) Условные обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, УК – узел коммуникации

Достоинства сетей:

• возможность легкого наращивания абонентов и ресурсов сети;
• изменение конфигурации сетевой структуры;
• повышение надежности сети;
• продление жизненного цикла.

В зависимости  от конструктивных особенностей помещений  фирмы, расположения сотрудников в  помещениях, приоритета абонентов сети, допустимой задержки передачи сообщений  и других факторов могут использоваться и другие структуры сетей.

1.6 Методы доступа к  сети

В кольцевой  структуре применяются централизованные методы доступа.

Разделение  времени (временное сегментирование). ЦУС через определенные промежутки времени по очереди разрешает  абонентам передачу сообщений. Время  передачи также определено.

Передача  полномочия (маркерный доступ). ЦУС  формирует служебный пакет-полномочие (маркер), который циркулирует по кольцу. Приход полномочия к абоненту означает разрешение на передачу сообщения  этим абонентом. Время передачи определено. Все остальные абоненты работают только на прием. После выдачи сообщения  в сеть абонент-отправитель посылает полномочие следующему абоненту. Абонент-получатель принимает сообщение, проверяет  его правильность и посылает дальше по кольцу с добавлением, что сообщение  принято без искажения или  с искажением. Отправитель принимает  свое сообщение, которое прошло по всему  кольцу, в качестве подтверждения  о приеме сообщения получателем. Если сообщение получателем принято  с искажением, то отправитель повторяет  передачу сообщения.

В централизованных методах доступа может быть реализовано  приоритетное обслуживание абонентов. Поскольку централизованные методы доступа организуются единственным в сети ЦУС, то их надежность меньше, чем у случайных методов.

Достоинства сети:

простота  реализации двухточечной линии связи (в каждый момент соединены только две точки – два абонента), что снижает требования к физической среде;

– простота организации подтверждения о приеме сообщения;

– небольшая общая длина физической среды. Недостатки:

– низкая надежность, так как выход из строя участка физической среды или повторителя приводит к остановке работы всей сети;

– невозможность подключения и отключения абонентов без остановки 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 восстанавливают  циркуляцию информации в одном кольце.

Пример  кольцевой сети: Token Ring Network (филиал фирмы IBM в Цюрихе). Сеть обладает статусом мирового стандарта, ее длина достигает 2 км и обслуживает до 256 абонентов. В сети реализован маркерный метод доступа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В работе рассмотрены сравнительные характеристики, достоинства и недостатки наиболее популярных сейчас информационных технологий: локальной компьютерной сети и глобальной компьютерной сети. 

Глобальные  сети отличаются от локальных тем, что  рассчитаны на неограниченное число  абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи  и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом у  них в принципе не может быть гарантированно быстрым.

В глобальных сетях намного более важно  не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий  момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями.

 Большинство  локальных сетей имеют выход  в глобальную сеть, но характер  переданной информации, принципы  организации обмена, режимы доступа  к ресурсам внутри локальной  сети, как правило, сильно отличаются  от тех, что приняты в глобальной  сети. И хотя все компьютеры  локальной сети в данном случае  включены также и в глобальную  сеть, специфику локальной сети  это не отменяет. Возможность  выхода в глобальную сеть остается  всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной  сети.  

Создание  компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных  друг от друга компьютеров в одной  и той же информации. Сети предоставляют  пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной  обработки документов.   

 Существует  много других эффективных и  полезных технологий, число их  увеличивается с каждым днем, поэтому, чтобы не отстать от  ритма современной жизни, нужно  постоянно быть в курсе новинок  технических средств ПЭВМ, системного  программного обеспечения и прикладных  компьютерных технологий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников