Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Разновидности архитектур компьютерных сетей

ВВЕДЕНИЕ

В процессе своего развития человечество в любой сфере деятельности последовательно проходило стадии от ручного кустарного труда до высокотехнологичного промышленного производства. В первую очередь усилия были направлены на облегчение физического труда, а информационная сфера долгие годы была уделом умственного труда человека и с каждым годом требовала большего количества трудовых ресурсов. Появление ЭВМ и сетей передачи данных способствовало революционным процессам в области информатизации и позволило перейти на промышленный уровень технологий и инструментальных средств.

На основе информационных технологий решается задача автоматизации информационных процессов. Информация, как продукт информационных технологий, в значительной степени структурируется и формируется в виде знаний. В любой предметной области, а также в обществе в целом, выделяется как самостоятельный компонент, информационный ресурс, приобретающий материальный характер.

Актуальность: средства мультимедиа разнообразны, области применения их широки, необходимо изучить и систематизировать данные по этой теме.

Цель: изучение телекоммуникационных технологий.

Задачи:

- найти и изучить литературу по данной теме;

- узнать термин «компьютерные сети»;

- охарактеризовать разновидности архитектур компьютерных сетей;

- узнать термин «интернет»;

- описать основные компоненты интернета.

Предмет изучения: телекоммуникационные технологии.

1.ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Телекоммуникационные технологии построения сетей передачи информации как самостоятельное понятие возникли лишь в середине XX в., а уже к его концу мы наблюдаем проникновение их во все сферы человеческой деятельности. К факторам, оказавшим определяющее воздействие на их развитие, в первую очередь следует отнести успехи микроэлектронной индустрии, связанное с ними совершенствование вычислительной техники и достижения последнего времени в технологии световодных систем.

Телекоммуникационные технологии развивались параллельно и взаимосвязанно с расширением возможностей каналов связи: от аналоговых к высокоскоростным цифровым волоконно-оптическим линиям связи, а затем – к всеобщей компьютеризации общества. Сети передачи информации совершили колоссальный скачок от телеграфных и телефонных сетей первой трети XX в. к интегральным цифровым сетям передачи всех видов информации, таких как речь, данные и видео.

Телекоммуникационные технологии включают в себя:

- автоматизированная информационная система - система сбора, обработки, хранения и/или передачи информации с использованием электронных вычислительных машин, для функционирования которой не требуется физическое вмешательство человека;

- адрес в глобальной компьютерной сети (сетевой адрес) -уникальное символьное представление места расположения автоматизированной информационной системы в глобальной компьютерной сети;

- вещание кабельное - распространение массовой информации с использованием технологии проводного подключения, при котором клиентское приемное устройство имеет непосредственное подключение к передающему устройству;

- вещание цифровое - распространение массовой информации с использованием технологий эфирного или кабельного вещания через радиосигнал, передающий кодовую (цифровую) информацию об исходном сигнале для возможности его последующего восстановления;

- вещание дополнительной информации — распространение с использованием электромагнитных волн буквенной, цифровой, графической или иной информации, содержание которой не связано с содержанием основных теле- и радиопрограмм, и предназначенной для индивидуального приема неограниченным кругом лиц;

- глобальная общедоступная информационно-телекоммуникационная компьютерная сеть (далее - глобальная компьютерная сеть) - средство массовых коммуникаций, представляющее собой совокупность взаимодействующих между собой общедоступных автоматизированных информационных систем, связанных единой трансграничной телекоммуникационной сетью;

- информационная услуга - услуга по предоставлению пользователю доступа к информационным ресурсам с использованием глобальной компьютерной сети, а также любые услуги по предоставлению доступа к информации с использованием новейших телекоммуникационных технологий;

- информационный ресурс глобальной компьютерной сети -структурированный набор информации в автоматизированной информационной системе, имеющий уникальный сетевой адрес и доступный с использованием глобальной компьютерной сети;

- новейшие телекоммуникационные технологии, используемые для телевизионного и радиовещания (далее - новейшие телекоммуникационные технологии) - современные применяемые, внедряемые либо разрабатываемые технологии, используемые для целей телевизионного и/или радиовещания, а также иного способа распространения массовой информации (глобальная компьютерная сеть Интернет, цифровое, аналоговое, кабельное вещание, телетекст и др.);

- оператор связи - лицо, предоставляющее телекоммуникационную услугу; оператором связи также является владелец информационного ресурса глобальной сети, предлагающий к нему доступ в целях оказания информационных услуг;

- пользователь - физическое или юридическое лицо или группа лиц, пользующиеся телекоммуникационными или информационными услугами;

- средство массовой коммуникации - техническое, технологическое и (или) иное средство передачи информации, предназначенной для неограниченного круга лиц;

- телекоммуникационная услуга - услуга по обеспечению доступа к новейшим телекоммуникационным технологиям и/или по передаче информации с использованием новейших телекоммуникационных технологий;

- телетекст - разновидность вещания дополнительной информации, представляющая собой распространение массовой или адресной информации в виде визуальных текстовых изображений в составе сигнала, поступающего на клиентское приемное устройство с использованием технологий эфирного или кабельного вещания¹.

2.РАЗНОВИДНОСТИ АРХИТЕКТУР КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ, ИХ СТРУКТУРА

2.1. Компьютерная сеть

Компьютерная сеть - представляет собой систему распределенной обработки информации, состоящую как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи.

В настоящее время компьютерные сети получили очень широкое распространение. Это вызвано несколькими причинами:

- объединение компьютеров в сеть позволяет значительно экономить денежные средства за счет уменьшения затрат на содержание компьютеров (достаточно иметь определенное дисковое пространство на файл-сервере (главном компьютере сети) с установленными на нем программными продуктами, используемыми несколькими рабочими станциями);

- компьютерные сети позволяют использовать почтовый ящик для передачи сообщений на другие компьютеры, что позволяет в наиболее короткий срок передавать документы с одного компьютера на другой;

- компьютерные сети, при наличии специального программного обеспечения (ПО), служат для организации совместного использования файлов (к примеру, бухгалтеры на нескольких машинах могут обрабатывать проводки одной и той же бухгалтерской книги).

Другими словами сеть представляет собой совокупность соединенных друг с другом ПК и других вычислительных устройств, таких как принтеры, факсимильные аппараты и модемы. Сеть дает возможность отдельным сотрудникам организации взаимодействовать друг с другом и обращаться к совместно используемым ресурсам; позволяет им получать доступ к данным, хранящимся на персональных компьютерах в удаленных офисах, и устанавливать связь с поставщиками.

Компьютеры, входящие в сеть выполняют следующие функции:

- организация доступа к сети;

- управление передачей информации;

- предоставление вычислительных ресурсов и услуг абонентам сети.

По территориальной распространенности компьютерные сети подразделяются на локальные, глобальные, и региональные.

Локальные компьютерные сети – это сети, перекрывающие территорию не более 10 кв. м. Они являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.

Региональные компьютерные сети – это сети, расположенные на территории города или области

Глобальные компьютерные сети – это сети, расположенные на территории государства или группы государств. Например, всемирная сеть Internet. Они являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей².

2.2. Архитектура компьютерной сети

Архитектура сети — это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик.

С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые и иерархические.

Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.

Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как Windows'3.11, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с Windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем и некоторых других.

Достоинства одноранговых сетей:

1) наиболее просты в установке и эксплуатации;

2) операционные системы DOS и Windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть.

Недостаток: в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров.

В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называют сервером. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

Сервер в иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более).

Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных.

К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

1) необходимость дополнительной ОС для сервера;

2) более высокая сложность установки и модернизации сети;

3) необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера.

Наиболее распространённые архитектуры:

Ethernet (англ. ether — эфир) — широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология — линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек.

Arcnet (Attached Resource Computer Network — компьютерная сеть соединённых ресурсов) — широковещательная сеть. Физическая топология — дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек.

Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) — кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов — маркера — из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи — 100 Мбит/сек. Топология — двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети — 1000. Очень высокая стоимость оборудования.

АТМ (Asynchronous Transfer Mode) — перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи оптические³.

3. ИНТЕРНЕТ, ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Интернет - это сложное техническое образование, обладающее свойством самоорганизации и саморегуляции. Это свойство, характерное для объектов живой природы, крайне редко проявляется в технических системах. На нем основана высокая устойчивость интернета в техническом, экономическом, социальном и политическом смысле. Сегодня невозможно указать какой-то сектор Сети, при выходе которого из строя (по любой причине) нарушилось бы функционирование Интернета в целом и его дальнейшее саморазвитие.

Основные компоненты интернета

Саморазвитие Интернета происходит путем его расширения за счет включения все новых и новых компонентов. Этот процесс напоминает ветвление живого растительного организма, только в его основе лежат не естественные процессы обмена веществ, а экономические процессы обмена ресурсами. Рост и развитие происходят одновременно и сбалансировано по трем направлениям, соответствующим трем основным компонентам Интернета: аппаратному, программному и информационному.

Аппаратный компонент

Аппаратный компонент Интернета представлен компьютерами самых разных моделей и систем, линиями связи любой физической природы и устройствами, обеспечивающими механическую и электрическую стыковку между компьютерами и линиями связи. Все аппаратные компоненты Интернета могут действовать в единой сети как на постоянной, так и на временной основе. Физический выход из строя или временное отключение отдельных участков Сети, а также неработоспособность отдельных компьютеров Сети никак не влияют на возможность функционирования самой Сети.

Как аналог аппаратной составляющей Интернета можно рассматривать, например, государственные и региональные сети автомобильных дорог. Выход из строя отдельного участка автомагистрали между пунктами А и Б не должен препятствовать движению транспорта между этими пунктами. Если дорожная сеть развита, всегда найдется маршрут объезда поврежденного участка.

В отличие от автодорожной сети, Интернет имеет не плоскую, а пространственную структуру. Передача данных не обязательно должна происходить по кабельным каналам связи. Узловые компьютеры Сети могут автоматически переключаться на использование спутниковых каналов в связи, радиорелейных систем, линий кабельного телевизионного вещания и других каналов. Физическую архитектуру Интернета составляют линии связи любых типов, как традиционных, так и экзотических.

Программный компонент

Слаженная и совместная работа технически несовместимого оборудования достигается благодаря программам, работающим на компьютерах, входящих в Сеть. Они позволяют так преобразовывать данные, чтобы их можно было передавать по любым каналам связи и воспроизводить на любых компьютерах. Программы следят за соблюдением единых протоколов, обеспечивают целостность передаваемых данных, контролируют состояние Сети и в случае обнаружения пораженных или перегруженных участков оперативно перенаправляют потоки данных.

У программного обеспечения Сети очень много различных функций. Среди них функции хранения информации, ее поиска, сбора, воспроизведения. Очень важны функции, связанные с обеспечением безопасности в Сети.

Информационный компонент

Информационный компонент в Интернете представлен сетевыми документами, то есть документами, хранящимися на компьютерах, подключенных к Сети или входящих в Сеть. Эти документы могут быть любого типа: текстовые, графические, звуковые (звукозаписи), видео (видеозаписи) и т.п. В настоящее время имеются опытные образцы, способные передавать тактильную (осязательную) информацию и ведутся работы в области передачи и воспроизведения обонятельной информации (запахов).

Характерная особенность информационного компонента состоит в том, что он может быть распределенным. Так, например, при просмотре на экране книги, хранящейся в Интернете, текст может поступать из одних источников, звук и музыка - из других, графика - из третьих, а примечания - из четвертых. Таким образом, первичные документы, хранящиеся в Сети, связаны между собой гибкой системой ссылок. ее создают авторы документов в том виде, в каком им это удобно для раскрытия своего замысла. В итоге можно говорить о том, что образуется некое информационное пространство, состоящее из сотен миллионов взаимосвязанных между собой документов. Это пространство напоминает паутину. В нее можно войти со стороны любой нити и перемещаться между документами и исследовать паутину по собственному усмотрению⁴.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перспективы мультимедиа разнообразны, области применения будут расширяться, совершенствуя наш мир и открывая новые миры, предоставляя информацию глобального масштаба, меняя не только технику, но и прежде всего самого человека, его мировосприятие.

В данном реферате были рассмотрены такие вопросы, как понятие компьютерных сетей, их классификация, а так же показаны разновидности архитектур компьютерных сетей. Было показано, что включает в себя понятие «коммуникационные технологии». И, наконец, описаны основные компоненты интернета.

Как и все технологии, информационные технологии находятся в постоянном развитии и совершенствовании. Этому способствуют появление новых технических средств, разработка новых концепций, методов организации данных, их передачи, хранения и обработки, форм взаимодействия пользователей с техническими и другими компонентами информационно-вычислительных систем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г. Оливер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001.

2.Коноплева И.А., Хохлова О.А., Денисов А.В. Информационные технологии .

3. http://book.kbsu.ru/theory/chapter2/1_2.html

4. http://infoschool.narod.ru/internet/ABOUT.HTM

5. http://computeh.ru

¹ Коноплева И.А., Хохлова О.А., Денисов А.В. Информационные технологии

² Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г. Оливер, Н.А. Олифер. – СПб: Питер, 2001

³ http://book.kbsu.ru/theory/chapter2/1_2.html

⁴ http://infoschool.narod.ru/internet/ABOUT.HTM

Разновидности архитектур компьютерных сетей 📙 Реферат → 🆔 232773