Глобальные и локальные сети
Реферат
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институтим.Г.В.Плеханова
(технический университет)
Мончегорский филиал
Мончегорск, 2002 год
Введение
Цельювыполнения контрольной работы является закрепление устойчивых навыков работыс текстовым редактором Microsoft Word и знакомство с достоинствами инедостатками различных компьютерных технологий.
В настоящеевремя компьютерные технологии получили широкое распространение практически вовсех областях деятельности человека. Менеджеры различных направлений,бухгалтеры, экономисты, инженеры-проектировщики, составители и хранителивсевозможных документов, журналисты ииздатели, научные работники и многие другие повышают эффективность своей работыс помощью персональных ЭВМ. Для этого применяются различные компьютерныетехнологии. В пояснительной записке речь пойдет об «универсальных» технологиях,которые используются во многих сферах деятельности, предназначенные дляколлективной работы пользователей в компьютерных информационно-вычислительныхсетях.
ЧастьI.
1. Глобальныеи локальные сети
Информационныетехнологии с применением автономно работающей ПЭВМ значительно расширяютинтеллектуальные возможности пользователя. Однако более значительный эффект отиспользования ПЭВМ можно получить при объединении отдельных ПЭВМ организации,предприятия, фирмы и др. в локальную компьютерную сеть, которая обеспечиваетфункционирование фирмы как единой слаженной системы. Локальные сети объединяютвсе службы фирмы, ускоряют документооборот, хранят необходимую информацию и предоставляютее работникам фирмы и др. Естественным продолжением тенденции развитияинформационных технологий являются компьютерные телекоммуникации и глобальныесети, обеспечивающие доступ пользователей к информационным ресурсам всей страныи выход в мировое информационное пространство. Глобальные сети объединяютправительственные 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 всестраны, содержит информацию обо всех сторонах человеческой деятельности, незнает пограничных и цензурных ограничений. В настоящее время компьютерныетехнологии получили широкое распространение практически во всех областяхдеятельности человека.
2.Локальные компьютерные сети
Локальная сетьпредставляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т. п.)и коммутационных устройств, соединенных кабелями. Локальные сети делятся научрежденческие (офисные сети фирм, сети организационного управления и другиесети, отличающиеся по терминологии, но практически одинаковые по своейидеологической сути) и сети управления технологическими процессами напредприятиях.
Локальные сетихарактерны тем, что расстояния между компонентами сети сравнительно невелики,как правило, не превышают нескольких километров. Локальные сети различаются пороли и значению ПЭВМ в сети, структуре, методам доступа пользователей к сети,способам передачи данных между компонентами сети и др. Каждой из предлагаемыхна рынке сетей присущи свои достоинства и недостатки. Выбор сети определяетсячислом подключаемых пользователей, их приоритетом, необходимой скоростью идальностью передачи данных, требуемыми пропускной способностью, надежностью истоимостью сети.
2.1.Международные требования к сетям
В настоящеевремя Международная организация стандартов разработала более 25 стандартов налокальные сети. Рассмотрим основные требования стандартов к учрежденческимсетям:
возможностьподключения современных, ранее разработанных
и перспективных ПЭВМ и периферийных устройств;
скоростьпередачи данных должна быть не менее 1 Мбит/с;
- отключение и подключение компонентов сетине должно нарушать общую работу сетиболее чем на 1 с;
- средства обнаружения ошибок, имеющиеся всети, должны выявлять все сообщения,содержащие 4 и более искаженных битов;
- надежность сети должна обеспечивать неболее 20 мин простоя сети в год.
Международныестандарты предъявляют высокие требования к локальным сетям. Поэтому требованиямеждународных стандартов удовлетворяют лишь ряд сетей, выпускаемых ведущими электронными фирмамимира.
2.2.Классификация сетей
Локальные сети,широко используемые в научных, управленческих, организационных и коммерческихтехнологиях, 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 способудоступа пользователей к ресурсам и абонентам сети:
- сети сподключением пользователя по указанным адресам абонентов по принципу коммутацииканалов («звезда»);
- сети сцентрализованным (программным) управлением подключения пользователей к сети(«кольцо» и «шина»);
- сети со случайной дисциплиной обслуживанияпользователей («шина»).
4. По видукоммуникационной среды передачи информации:
- сети с использованием существующихучрежденческих телефонных сетей;
- сети на специально проложенных кабельных линияхсвязи;
- комбинированные сети, совмещающие кабельныелинии и радиоканалы.
5. Подисциплине обслуживания пользователей (способу доступа пользователей ксети):
- приоритетные, задающиеся ЦУС, когдапользователи получают доступ к сети в соответствии с присвоенными имприоритетами (постоянными или изменяющимися);
- неприоритетные, когда все пользователи сетиимеют равные права доступа к сети.
6. Поразмещению данных в компонентах сети:
- с центральным банком данных;
- с распределенным банком данных;
- с комбинированной системой размещенияданных.
2.3.Роль ПЭВМ в сети
Сети с сервером
Компонентамисети являются рабочие ПЭВМ (рабочие станции) и серверы.
Сервер - этоспециально выделенная в сети ПЭВМ, в задачу которой входит управление всейсетью или частью сети (например, в комбинированных сетях), прием, хранение,обновление и выдача пользователям общей информации, управлениевысококачественными принтерами и графопостроителями. Поэтому к серверу предъявляютсяболее высокие требования по производительности, объему памяти и надежности.
Рабочие станции(клиенты, абоненты) - это менее мощные ПЭВМ, которые могут использовать ресурсы(например, дисковое пространство) сервера.
Достоинствасети:
- более эффективное централизованноеуправление сетью;
- рабочие станции могут быть достаточнопростыми и дешевыми;
- операционная система, поддерживающая работусети (например, Windows 95/98), может устанавливаться только на сервере.
Недостатки:
- более высокая стоимость установки;
- сложная настройка системы.
Одноранговые сети
Все ПЭВМ в сети равноправны. Каждыйпользователь предоставляет в сеть какие-то ресурсы: жесткий диск,высококачественный принтер, графопостроитель и др.
Достоинства:
- меньшие затраты на установку сети;
возможностьиспользования каждым пользователем ресурсов других ПЭВМ;
удобство ипростота работы пользователей в сети.
Недостатки:
число ПЭВМ всети не превышает 25-30;
операционнаясистема, поддерживающая работу сети (например, Windows 95/98), устанавливается на каждой ПЭВМ.
2.4.Структуры сетей
2.4.1Одноузловые сети
В локальныхсетях применяются в основном одноузловые (звездообразные) сети. В качествесредств коммуникаций могут использоваться телефонные линии связи и АТСорганизаций, предприятий, фирм и др., специально проложенные кабельные линии иканалы передачи сигналов по радио.
1. Сети с проводнымилиниями связи
Структура(топология) сети показана на рис.2.4.1.1. Одна из ПЭВМ может выполнять функциицентра управления сетью (ЦУС).
Метод доступа ксети - вызов абонента по его сетевому имени с коммутацией каналов в УК. Способкоммутации каналов обеспечивает соединение абонентов через УК на время передачисообщения. При этом в УК возможна организация приоритетного доступа к сетиабонентов.
ЦУС
Рис.2.4.1.1. Структура одноузловой проводной ЛКС
Условныеобозначения: ЦУС – центр управления сетью (сервер), ПЭВМ – персональныйкомпьютер, УК – узел коммуникации
Достоинства сети:
- простота и низкая стоимость подключения пользователей к сети;
- простота управления сетью;
- возможность подключения и отключенияабонентов без остановки работы сети.
Недостатки:
скоростьпередачи сообщений зависит от количества абонентов, интенсивности приема ипередачи сообщений и технических возможностей УК;
надежность сетиопределяется надежностью УК;
большаясуммарная длина и низкая эффективность использования физической среды передачисигналов.
Для повышениянадежности УК строятся по модульному принципу, который предусматривает рабочиеи резервные модули. Система диагностики оценивает функционирование рабочегомодуля и в случае необходимости переключает сеть на работу с резервным модулем.
Примеромодноузловой сети может служить Arcnet (США). Хотя сеть не имеет статуса международного стандарта, онашироко применяется для построения небольших учрежденческих сетей. В состав сетивходит 8-канальный канальный УК. Количество абонентов может быть увеличенопутем подключения новых УК.
2.Радиоканальные сети
Структура сети(рис.2.4.1.2.) похожа на одноузловую сеть, только сообщения в сети передаютсяне по проводным линиям связи, а по радиолиниям. Для этого каждая ЭВМ снабженаабонентской радиостанцией (АРС). Абонентские радиостанции связаны между собойчерез центральную радиостанцию (ЦРС).
Рис.2.4.1.2.Структура радиоканальной ЛКС
Условныеобозначения: ПЭВМ – персональный компьютер, ЦРС - центральная радиостанция
Методы доступак сети случайные. Наиболее простым является метод ALOHA - захват абонентом канала и выдачасообщения независимо от того, есть ли в сети другие сообщения или нет. Этоможет привести к столкновению сообщений в сети и взаимному их искажению(рис.2.4.1.3.). Искаженные сообщения повторно передаются через случайныепромежутки времени. При столкновениях сообщений теряется активное время работысети, равное сумме времени передачи обоих сообщений.
Для уменьшениявероятности появления столкновений применяются модификации этого метода: доступс контролем несущей (CSMA) и доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений (CSMA/CD). Доступ с контролем несущей заключается в том, чтоабонент «слушает» сеть и передает сообщение только в свободную сеть.Столкновения возможны, когда два или более абонентов начинают передачуодновременно. Искаженные сообщения передаются повторно.
При доступе сконтролем несущей и обнаружением столкновений абонент «слушает» сеть, передаетсообщение в освободившуюся сеть и контролирует возможность столкновениясообщений. Если абоненты начинают передачу одновременно, то столкнувшиесясообщения сразу уничтожаются, не занимая времени передачей искаженныхсообщений. Методы CSMAи GSMA/CD применяются при более высоких нагрузкахна сеть, чем метод ALOHA.
Случайныеметоды доступа реализуются средствами ЭМВОС каждой ПЭВМ, поэтому они болеенадежны, чем централизованные методы доступа, реализуемые программнымисредствами ЦУС.
Достоинствасети:
- возможность связи с движущимися абонентами;
- возможностьподключения и отключения абонентов без остановки сети.
Недостатки:
- возможность прослушивания всехабонентов; воздействие промышленных иатмосферных помех;
- наличие«мертвых зон», обусловленных конструкциями зданий и помещений.
Радиоканальныесети сейчас начинают все шире использоваться там, где необходимы связи сдвижущимися абонентами.
2.4.2.Кольцевые сети
Рис.2.4.2.1.Структура кольцевой ЛКС
Структура сетипоказана на рис.2.4.2.1. Средства коммуникаций сети включают физическую средупередачи сигналов в форме кольца, соединяющего ПЭВМ, блоки доступа иповторители.
Условныеобозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, БлД –блок доступа, П - повторитель
Блок доступа(БлД) — это техническое устройство для подключения ПЭВМ к физической среде. БлДделятся на две группы: доступ без разрыва целостности физической среды передачисигналов и доступ с разрывом физической среды и восстановлением ее с помощьюБлД. Например, без разрыва физической среды можно осуществить доступ кпроводным линиям связи, но доступ к оптоволоконным линиям возможен только сразрывом среды передачи сигналов. Сообщение, переданное абонентом, поступаетчерез БлД в физическую среду и движется по кольцу. Повторитель (П) задерживаетсообщение на время, необходимое для определения адреса абонента и приема егоабонентом, восстанавливает ослабленные и искаженные электрические сигналысообщения. Участок физической среды между двумя соседними повторителяминазывается сегментом.
Методы доступак сети.
В кольцевойструктуре применяются централизованные методы доступа.
Разделениевремени (временное сегментирование). ЦУС через определенные промежутки временипо очереди разрешает абонентам передачу сообщений. Время передачи такжеопределено.
Передачаполномочия (маркерный доступ). ЦУС формирует служебный пакет-полномочие(маркер), который циркулирует по кольцу. Приход полномочия к абоненту означаетразрешение на передачу сообщения этим абонентом. Время передачи определено. Всеостальные абоненты работают только на прием. После выдачи сообщения в сетьабонент-отправитель посылает полномочие следующему абоненту. Абонент-получательпринимает сообщение, проверяет его правильность и посылает дальше по кольцу сдобавлением, что сообщение принято без искажения или с искажением. Отправителъпринимает свое сообщение, которое прошло по всему кольцу, в качествеподтверждения о приеме сообщения получателем. Если сообщение получателемпринято с искажением, то отправитель повторяет передачу сообщения.
Вцентрализованных методах доступа может быть реализовано приоритетноеобслуживание абонентов. Поскольку централизованные методы доступа организуютсяединственным в сети ЦУС, то их надежность меньше, чем у случайных методов.
Достоинствасети:
- простота реализации двухточечной линии связи(в каждый момент соединены только две точки -два абонента), что снижаеттребования к физической среде;
- простота организации подтверждения о приемесообщения;
небольшая общаядлина физической среды.
Недостатки:
- низкая надежность, так как выход из строяучастка физической среды или повторителя приводит к остановке работы всей сети;
- невозможность подключения и отключенияабонентов без остановки сети;
- максимальнаязадержка передачи сообщения зависит от количества абонентов.
Для повышениянадежности и пропускной способности сети применяется двойное кольцо. Сообщенияв кольцах курсируют в разных направлениях. При нарушениях одного кольцауменьшается только пропускная способность сети. При нарушениях обоих колецближайшие к нарушению автоматически восстанавливают циркуляцию информации водном кольце.
Примеркольцевой сети: Token Ring Network (филиал фирмы IBM в Цюрихе). Сеть обладает статусом мирового стандарта, ее длинадостигает 2 км и обслуживает до 256 абонентов. В сети реализован маркерныйметод доступа.
2.4.3.Магистральные сети
1.Магистральные моноканалы
Структура сети показана на рис.2.4.3.1. Всеабоненты подключены к одной физической среде, представляющей собой магистраль(шину). Сообщение, переданное пользователем, поступает через БлД ко всемабонентам сети.
Условныеобозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, БлД –блок доступа
1.Методы доступа к сети:
1. Централизованные методы доступа,аналогичные методам кольцевых
структур:разделение времени и передача полномочия.
2. Случайныеметоды доступа, аналогичные методам, характерным для радиоканальных ЛКС.
Достоинствасети:
- более высокаянадежность, чем у кольцевых сетей, так как отказ абонента не влияет на работусети;
- возможность подключения и отключенияабонентов без остановки работы сети в случае неразрушающего физическую средуподключения абонентов;
- наименьшая длина физической среды.
Для повышениянадежности и пропускной способности применяются двойные моноканалы.
Примероммагистральной моноканальной структуры является сеть Ethernet, представляющая собой отраслевой стандартфирм Intel, DEC и Xerox. Сеть положена в основу международногостандарта, обслуживает до 1000 абонентов при длине сети до 10 км, доступ к сетиосуществляется по протоколам CSMA/CD.
2.Магистральные поликаналы
Поликаналомназывают группу средств коммуникаций, работающих на одной физической среде ипредназначенных для организации нескольких сетей различного
назначения. Для этого применяется широкополосная физическая, среда, например широкополосный коаксиальныйили оптоволоконный кабель. Пример поликаналь
ной структуры для двух ЛКС на одной физической среде показан на рис.2.4.3.2.
Рис. 2.4.3.2.Структура.поликанальной ЛКС
Условныеобозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, БлД –блок доступа
Здесь одна сетьпередает информацию на частоте f1 , а другая - на частоте f2.
Методы доступак сети: централизованные и случайные, аналогичные магистральному моноканалу.
Достоинствасети:
- высокая пропускная способность, позволяющаяпередавать большие потоки разнообразной информации;
- возможность организации на одной физическойсреде нескольких сетей различного назначения (например, в крупных финансовыхорганизациях, информационных и многопрофильных фирмах).
Недостатки:
- сложность эксплуатации;
- высокая стоимость оборудования.
Магистральныеполиканалы разрабатываются и производятся по конкретным заказам.
2.4.4.Комбинированные сети
Каждая изприведенных структур сетей обладает определенными достоинствами и недостатками.Преодолеть некоторые недостатки и повысить эффективность сетей можно путемкомбинирования (структурирования) различных топологий. Например, нарис.2.4.4.1. изображена сеть с одним УК и двумя магистральными моноканальнымиподсетями. Сеть может включать несколько УК, каждый из которых имеет несколькопортов.
Рис.2.4.4.1.Комбинированная ЛКС (вариант 1)
Условныеобозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, УК –узел коммуникации
На рис.2.4.4.2.показана сеть из двух УК, ПЭВМ к которым подключены разными способами.
Достоинствасетей:
- возможностьлегкого наращивания абонентов и ресурсов сети;
- изменениеконфигурации сетевой структуры;
- повышениенадежности сети;
- продлениежизненного цикла.
Рис.2.4.4.2.Комбинированная ЛКС (вариант 2)
Условныеобозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, УК –узел коммуникации
Недостаткомтаких систем является более высокая их стоимость за счет дополнительноготехнического и программного сетевого оборудования.
Ккомбинированной структуре можно отнести и полносвязную сеть (рис.2.4.4.3).
Рис.2.4.4.3.Структура полносвязной сети
Условныеобозначения: ПЭВМ – персональный компьютер
Достоинствасети:
- наименьшая задержка передачи сообщения междукомпонентами сети;
- наибольшая надежность сети.
К недостаткамсети относятся: неэффективность, сложность и наибольшая длина физической среды.
В зависимостиот конструктивных особенностей помещений фирмы, расположения сотрудников впомещениях, приоритета абонентов сети, допустимой задержки передачи сообщений идругих факторов могут использоваться и другие структуры сетей.
2.5.Характеристика физических сред передачи данных в ЛКС
В качествефизической среды передачи сигналов в ЛКС применяются витые (скрученные) парыпроводов (ВП), коаксиальные (КК), оптоволоконные (ОВК) кабели и радиоканалы(РК).
Учитываяэксплуатационные характеристики и стоимость различных сред передачи сигналов,наибольшее применение в ЛКС средней протяженности (офисы, небольшие фирмы,предприятия и организации) нашли витые пары и коаксиальные кабели. Витая пара -это телефонный провод европейского стандарта, включающий два изолированныхпроводника. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, окруженногослоем изолирующего материала, проводящего электрический ток экрана, и внешнейоболочки.
В ЛКС большойпротяженности применяются оптоволоконные кабели. По ОВК передаются неэлектрические сигналы, а световая энергия. Внутреннюю часть ОВК составляюттонкие нити кварцевого волокна с низким коэффициентом затухания и высокимкоэффициентом отражения. Внутреннюю часть ОВК окружает стеклянная пленка,имеющая меньший коэффициент отражения, чем кварц. В связи с этими физическимисвойствами кварца и стекла ОВК могут передавать информацию на значительныерасстояния.
Врадиоканальных ЛКС применяются в основном радиочастотные, инфракрасные имикроволновые радиостанции на дальности прямой видимости.
3.Глобальные компьютерные сети
3.1.Классификация сетей
Глобальные сетиможно классифицировать по следующим признакам:
По типу средствкоммуникаций:
наземныемногоузловые сети;
спутниковыерадиосети;
комбинированныесети.
По способукоммутации сообщений:
коммутацияканалов;
коммутациясообщений;
коммутацияпакетов;
адаптивнаякоммутация.
По выборумаршрута передачи сообщения:
фиксированныепути;
направленныйвыбор пути;
случайные пути;
лавинныйспособ.
3.2.Наземные многоузловые сети
3.2.1.Общая структура сети
Структурамногоузловой сети показана на рис.3.2.1.1.
Рис.3.2.1.1.Комбинированная ЛКС
Условныеобозначения: Т – терминал, УК – узел коммуникации, ЦУС – центр управления сетью
Рабочими ЭВМсети могут быть все классы ЭВМ от персональных до суперЭВМ. Используются такжеотдельные терминалы (Т). Абоненты подключаются к сети посредством телефонных ителеграфных каналов связи в точках подключения (ТП). Доступ пользователей кресурсам сети осуществляется через узлы коммутации. Каждый узел коммутации (УК)обслуживает определенное число пользователей, обычно наиболее близкорасположенных к узлу. Архитектуру УК составляют ЭВМ со специальным сетевымпрограммным обеспечением и коммуникационное оборудование. УК могут бытьобслуживаемыми и необслуживаемыми, т. е. работающими в автоматическом режиме.УК выполняют важные сетевые функции: анализ и формирование сетевых адресовабонентов, кодирование сообщений, контроль и коррекцию ошибок, появившихся впроцессе передачи информации, управление потоками сообщений, выбор оптимальногодля данной ситуации маршрута передачи сообщения и др. Один из УК выполняет рольшлюза или моста.
С одним из УКсовмещается центр управления сетью (ЦУС), на котором работает администраторсети. В ЦУС, как правило, входит наиболее мощная ЭВМ сети со специальнымпрограммным обеспечением.
Между УКпрокладываются, как правило, магистральные скоростные каналы передачи данных(МСКПД) на основе Коаксиальных, многожильных и оптоволоконных кабелей. Вкрайнем случае используются телефонные линии связи, обладающие среднейскоростью передачи данных.
Достоинствамногоузловой сети:
- возможно использование ранее проложенныхканалов связи;
- допустимо применение в разных частях сетиразличных физических сред и скоростей передачи данных;
- возможностьприменения различных способов коммутации и выбора путей передачи сообщений.
Недостатки:
-сложность прокладки в труднодоступныхместах
(горах, болотах, пустынях, вводе);
- невозможностьсвязи с движущимися абонентами.
3.2.2.Принцип модемной связи
Чтобы передатьдискретный двоичный сигнал с выхода одной ПЭВМ на вход другой по аналоговойтелефонной линии связи, этот сигнал должен быть преобразован в стандартнуюформу передачи сигнала по телефонной линии. Такое преобразование называетсямодуляцией, а устройство, осуществляющее преобразование модулятором. На входеПЭВМ - получателя сообщения
должно быть сделано обратное преобразование, которое называется демодуляцией, аустройство — демодулятором. Так как ПЭВМ передает и принимает сообщение, томодулятор и демодулятор объединяют в одном устройстве под названием модем.Модемы выпускаются как в виде отдельных блоков, так и встроенными в ПЭВМ. Взависимости от качества модемов и линий связи скорость передачи данных через
модемы составляет 2400, 4800, 9600 бит/с.
Для того чтобыдве ПЭВМ могли обмениваться информацией, кроме модема и физической средыпередачи сигналов необходимо специальное программное обеспечение длясогласования работы ПЭВМ и поддержки средств коммуникаций. Большинство модемовавтоматически определяют, с какой скоростью поступает информация, проводяттестирование качества линии связи, а также кодируют сообщения специальнымипомехоустойчивыми кодами.
Обычный типмодема позволяет передавать только текстовую информацию, в связи с чем егоиногда называют телефонным. Кроме телефонного модема выпускаются факс—модемы,которые могут передавать графическую информацию: деловые письма с подписями ипечатями, чертежи, эскизы, рисунки, фотографии. Для разносторонней работы пользователяв сети к ПЭВМ должен быть подключен сканер.
3.2.3.Способы коммутации и выбор пути передачи сообщения
Способамикоммутации при передаче сообщений являются:
Коммутацияканалов устанавливает физическое соединение (рис.3.2.3.1.) междуабонентом-отправителем сообщения (Отпр.) и получателем (Пол.). Отправительпосылает специальный сигнал, который перемещается от одного УК к другому иустанавливает физический прямой канал связи между отправителем и получателем.После установления физического канала связи получатель посылает об этомотправителю специальный сигнал. Получив сигнал, отправитель посылает сообщение.После передачи всего сообщения канал связи разъединяется. Способ коммутацийканалов прост в реализации, но дает наибольшую задержку при передаче сообщенияи снижает пропускную способность сети.
Рис.3.2.3.1.Фрагмент средств коммуникаций сети
Условные обозначения: УК – узел коммуникации
Коммутациясообщений не устанавливает физический канал связи между абонентами.Определяется логический канал связи, т. е. указывается адрес получателясообщения, адрес отправителя и путь передачи сообщения. Поступившее в УКсообщение запоминается и ждет до тех пор, пока не освободится канал кследующему УК. Сообщение в каждый момент времени занимает только канал междудвумя соседними УК. Это повышает пропускную способность сети и уменьшаетзадержку передачи сообщения.
Коммутацияпакетов. На транспортном уровне ЭМВОС сообщение разбивается на одинаковой длиныфрагменты. На более нижних уровнях фрагмент сообщения снабжается заголовком иконцевиком. В заголовке записывается: адрес получателя, порядковый номерфрагмента, маршрут его движения и информация для управления каналом связи. Вконцевик пишется информация (код) для контроля правильности передачи сообщенияпо каналу связи. Фрагмент сообщения с заголовком и концевиком называетсяпакетом. Пакеты передаются по сети независимо друг от друга и могут проходитьпо разным путям.
Преимуществаспособа коммутации пакетов:
- увеличение пропускной способности сети;
- уменьшение задержки передачи сообщений;
- увеличениескрытности передачи, так как пакеты могут передаваться по разным путям.
Недостаткомспособа является усложнение программных и технических средств коммутации.
Адаптивнаякоммутация учитывает достоинства и недостатки различных способов коммутации.Так как при длинных сообщениях более экономичным является коммутация каналов, апри коротких - коммутация пакетов, то в реальных сетях целесообразно совмещениеобоих способов. Поэтому наиболее эффективным способом коммутации каналовявляется адаптивная коммутация, которая предполагает автоматическоепереключение способов коммутации каналов и пакетов в зависимости от загрузкисети.
Правильныйвыбор пути передачи сообщения уменьшаетзадержку в передаче, увеличивает пропускную способность сети и повышаетнадежность передачи сообщения.
Фиксированныепути устанавливают постоянные маршруты передачи сообщений между каждой паройабонентов в сети. С этой целью составляется таблица маршрутов, т. е. конкретныеУК, через которые должно пройти сообщение при передаче между абонентами. Привидимой простоте метод имеет недостатки: низкая надежность ввиду отсутствиярезервных путей и неадаптивность сети к перегрузкам на отдельных участках.
Направленныйвыбор пути является развитием метода фиксированных путей. В таблице маршрутовкроме основных путей указываются резервные пути в порядке их приоритетности.Выбор пути делается с учетом его приоритета, а также состояния отдельныхучастков сети (наличия отказов и перегрузок).
Случайный выборпути. Сообщение из УК посылается по случайно выбранному маршруту, лишь бы каналбыл свободен. Будучи простым по реализации, метод дает самое большое среднеевремя задержки сообщения.
Лавинный метод.Сообщение из каждого УК посылается по всем направлениям. Достоинством методаявляется его высокая надежность и наименьшая задержка передачи сообщения.Однако при этом резко возрастают нагрузки на сеть и снижается пропускнаяспособность.
3.3.Спутниковые и комбинированные сети
Применениекосмических спутников связи привело к возможности создания глобальныхрадиосетей. Средства коммуникаций включают спутники связи (СС), наземныерадиостанции (PC)и проводные каналы связи между ЭВМ и PC (рис.3.3.1.).
Рис.3.3.1.Структура спутниковой радиосети
Условныеобозначения: СС – спутники связи, РС – наземные радиостанции,
ЦУС – центруправления сетью, ЭВМ – электронная вычислительная машина,
Т - терминал
Достоинствасети:
- используяразные частоты, можно организовать несколько сетей, работающих параллельно и немешающих друг другу;
- достаточнопросто реализовать связь с движущимися абонентами;
сравнительнонедорого проложить каналы связи в труднодоступных местах.
Недостаток:высокая стоимость реализации спутниковой связи.
В настоящеевремя среди глобальных сетей все большее распространение получаюткомбинированные сети, в которых передача данных через наземные УК дополняется радиосвязьюабонентов с УК, а при необходимости - и спутниковой связью.
3.4.Примеры глобальных сетей
В СНГ впоследние годы интенсивно внедряется сетевая компьютерная инфраструктура.Независимые государства развивают свои компьютерные сети и активно включаются вмировое информационное сообщество на базе глобальных международных сетей.
В сетях СНГосновными каналами связи являются: коммутируемая телефонная сеть общегопользования, выделенные телефонные линии связи, специальные сети передачиданных (ПД-200, «Искра») и сеть абонентского телеграфа. В последнее времяиспользуются также линии связи на оптоволоконных кабелях, сотовая связь ирадиосвязь. Основные национальные сети, а также международные сети, услугами которыхмогут пользоваться граждане СНГ:
БЕЛИКОС -белорусский узел коммерческой сети СИТЕК, работающей на территории СНГ, Балтиии Болгарии.
ИКСМИР(информационно-коммерческая сеть «Мировой информационный рынок») - сетьфункционирует в 12 регионах СНГ. Обеспечивает электронную почту, коммерческиепредложения, рекламу, курсы валют, биржевые новости, цены на рынках,законодательства стран и расписания движения железнодорожного и авиационноготранспорта.
СИТЕК -объединение национальных и региональных сетей коммерческого направления:биржевой и валютный рынки, товары и услуги, законодательство.
ЭСТ -электронная система торгов Белорусской фондовой биржи дает возможностьудаленным клиентам участвовать в торгах биржи.
BASNET- сеть Академий наук РБ. Объединяет научно-исследовательские, проектные иинформационные центры Республики Беларусь и предоставляет пользователям услугимеждународных сетей.
BELPAK- сеть, имеющая статус государственной сети. Ориентирована на государственныеадминистративные структуры, крупные промышленные предприятия и коммерческиеорганизации. Для развития сети получен кредит Европейского сообщества. Передачасообщений ведется посредством коммутации пакетов. Управляет сетью специальноеподразделение Правительства РБ.
EUNET/ RELCOM - международнаякоммерческая сеть, ориентированная в основном на предприятия и организациисреднего класса. Популярность сети обусловлена приемлемым уровнем сервиса иотносительно низкими ценами.
FIDONET - международная некоммерческая сеть, обеспечивающая свободныйобмен информацией через BBS - электронные доски объявлений. Абоненты сети пользуютсяинформацией BBSбесплатно.
PAY- система электронных платежей, объединяет многие банки Беларуси, России,Украины, Казахстана и Кыргызстана, а также позволяет производить платежи вАзербайджане, Узбекистане и государствах Балтии.
SPRINTNET - крупнейшая в мире сеть электронной почты. Основной физическойсредой передачи данных является оптоволоконный кабель, включаятрансатлантический канал. Сеть осуществляет передачу сообщений на факсимильныеаппараты, средства телексной и телетексной связи, обеспечивает электронныеплатежи и международные расчеты. Дает возможность пользователям доступа кбольшинству мировых сетей,
SWIFT- общество международных межбанковских финансовых телекоммуникаций. Сетьгарантирует оперативную пересылку и безопасное хранение финансовых документовабонентов в 130 странах мира и бесперебойное обслуживание клиентов в течение 24часов.
UNIBEL- сеть образования и науки РБ. Сеть объединяет соответствующие министерства иведомства, ведущие вузы, научно-исследовательские и проектные организации,библиотеки и др. Основная задача сети: обеспечение доступа белорусскихпользователей к информационным ресурсам РБ и в мировое сообщество научных,образовательных и общественных кругов. Управляет сетью Министерство образованияи науки РБ.
Особая рольсреди глобальных сетей принадлежит мировому сообществу сетей Internet.
Часть II.
Мояспециальность – «Электропривод и автоматика промышленных установок итехнологических комплексов».
Электроприводомназывается машинное устройство, осуществляющее преобразование электрическойэнергии в механическую и обеспечивающее электрическое управлениепреобразованной механической энергией.
Развитиеэлектропривода получило широкий размах в годы пятилеток в связи с общейиндустриализацией страны. Современный электропривод является ,благодаря своимпреимуществам по сравнению со всеми другими видами приводов, основным и главнымсредством автоматизации рабочих машин и производственных процессов. Широкоевнедрение электропривода коренным образом изменяет условия производственнойработы, повышая производительность, улучшая качество продукции и облегчая трудрабочего. Автоматизация электропривода и производственных процессов, созданиесовременных методов автоматического управления, регулирования и контроля,разработка сложных автоматизированных электроприводов и комплексной механизациии автоматизации производственных процессов приводит к значительному повышениюпроизводительности труда.
Заключение
Вконтрольной работе рассмотренысравнительные характеристики, достоинства и недостатки наиболее популярныхсейчас информационных технологий: локальной компьютерной сети и глобальной компьютернойсети. Существует много другихэффективных и полезных технологий, число их увеличивается с каждым днем,поэтому, чтобы не отстать от ритма современной жизни, нужно постоянно быть вкурсе новинок технических средств ПЭВМ, системного программного обеспечения иприкладных компьютерных технологий.
Список литературы
Косовцева Т.Р.,Маховиков А.Б., Муста Л.Г. Информатика. Текстовый редактор Word. Электронные таблицы Excel. СПб, 2000,с.3-16.
Коуров Л.В.Информационные технологии. Минск, «Амалфея»,2000, с.116-143
Макарова Н.В.Информатика. Практикум и технология работы на компьтере. Москва, 2000,с.38-104.