«Связь и компьютерные сети»

Представленная работа содержит базовые сведения о принципах построения компьютерных сетей и особенностях технологий, используемых в локальных и глобальных сетях.

Для построения компьютерной сети необходима связь, а точнее линии связи. Именно изучение линий связи в компьютерных сетях и является целью представленной работы.

Достижение поставленной цели требует решения ряда задач:

1. Определить понятие и сущность компьютерных сетей;

2. Изучить классификации компьютерных сетей;

3. Рассмотреть основные виды линий связи, применяемых в компьютерных сетях;

4. Исследовать стандарты различных линий связи.

Представленная курсовая работа состит из двух глав. В первой главе представлена теоретическая информация о сущности и видах компьютерных сетей. Во второй главе раскрывается понятие линий связи, приводятся их основные характеристики, перечислятся основные виды каналов связи, применяемые в компьютерных сетях; рассматриваются основные стандарты линий связи для компьютерных сетей.

Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования аппаратных, программных и информационных ресурсов сети.

Основным назначением компьютерной сети является обеспечение простого и удобного доступа пользователя к распределенным общесетевым ресурсам и организация их коллективного использования при надежной защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение передачи информации между пользователями сети. Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать дорогостоящее оборудование (например, магнитные диски и оперативную память большой емкости, высококачественные принтеры), иметь общие программные средства и данные.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

Абонентская система состоит из станции и подключенных к ней абонентов сети. Под станцией понимается аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации, а под абонентами сети – объекты (например, ПК), генерирующие или потребляющие информацию в сети.

Коммуникационная сеть представляет собой совокупность передатчиков и приемников (расположенных в узлах связи), сообщений и каналов связи (каналов передачи данных).

Здесь:

передатчик – это устройство, являющееся источником данных;

приемник – устройство, принимающее данные;

сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи;

канал связи – физическая среда, обеспечивающая распространение сигналов, и аппаратные средства, передающие информацию от одного узла связи к другому.

Направляемые в сеть сообщения оформляются в виде специальных пакетов. Пакет – это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. Структурно пакет состоит из трех частей: заголовок, данные, трейлер.

Заголовок должен включать адрес источника, адрес места назначения, инструкцию о дальнейшем маршруте передачи пакета, информацию о том, как объединить предаваемый пакет с остальными, чтобы получить информацию в исходном виде.

Данные представляют собой блок информации фиксированного размера, зависящего от типа сети. Трейлер обычно содержит информацию для проверки ошибок.

Суммарный объем информации (измеряемый в битах), проходящей между узлами связи в коммуникационной сети, называется сетевым трафиком. Следует отметить, что чем интенсивней сетевой трафик, тем более совершенное аппаратное и программное обеспечение требуется для эффективного функционирования сети в целом.

Чтобы обеспечить передачу информации из компьютера в коммуникационную сеть и обратно, необходимо согласовать внутренние сигналы компьютера с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. Технические устройства, выполняющие требуемое согласование, называются сетевыми адаптерами.

Для передачи цифровой информации из компьютера по аналоговому каналу связи (например, телефонному кабелю) не-обходимо поток битов преобразовать в аналоговые сигналы, а при приеме информации из канала связи в компьютер нужно выполнить обратное преобразование. Для этого используется специальное устройство – модем, выполняющее модуляцию и демодуляцию сигналов.

Для увеличения протяженности кабельной компьютерной сети используются баррел-коннекторы, которыми злоупотреблять не стоит, так как сигнал при этом ослабевает, а также репитеры – устройства, обеспечивающие сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом канала связи, расстояние.

Поскольку наиболее дорогим компонентом компьютерной сети является канал связи, то в целях экономии могут использоваться специальные устройства – концентраторы, коммутирующие несколько внутренних каналов связи на один внешний.

Функционирование компьютерной сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить следующие задачи:

– распознать данные;

– разбить данные на управляемые блоки (пакеты);

– добавить к каждому блоку информацию о местонахождении отправляемых данных и получателя;

– добавить информацию для синхронизации передачи;

– добавить информацию для проверки ошибок;

– поместить данные в сеть и отправить их по заданному адресу.

При выполнении этих задач сетевая операционная система должна руководствоваться определенными правилами, обеспечивающими совместимость, т. е. нормальное взаимодействие аппаратного и программного обеспечения различных производителей компьютеров.

Для характеристики способности линии передавать сигналы произвольной формы без значительных искажений применяется ряд показателей, использующих в качестве тестового сигнала синусоиды различной частоты. К этим показателям относятся: амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание сигнала на определенной частоте.

В компьютерных сетях применяются кабели, удовлетворяющие определенным стандартам. Современные стандарты определяет характеристики не отдельного кабеля, а полного набора элементов, необходимого для создания кабельного соединения, например шнура от рабочей станции до розетки, самой розетки, основного кабеля, жесткого кроссового соединения и шнура до концентратора. Сегодня наиболее употребительными стандартами являются: американский стандарт EIA/TIA-568A, международный стандарт ISO/IEC 11801, европейский стандарт EN50173, а также фирменный стандарт компании IBM.

Стандарты определены для четырех типов кабеля: на основе неэкранированной витой пары, на основе экранированной витой пары, коаксиального и волоконно-оптического кабелей.

Кабель на основе неэкранированной витой пары в зависимости от электрических и механических характеристик разделяется на 5 категорий. Кабели категории 1 применяются там, где требования к скорости передачи минимальны. Главная особенность кабелей категории 2 - способность передавать сигналы со спектром до 1 МГц. Кабели категории 3 широко распространены и предназначены как для передачи данных, так и для передачи голоса. Кабели категории 4 представляют собой несколько улучшенный вариант кабелей категории 3 и на практике используются редко. Кабели категории 5 были специально разработаны для поддержки высокоскоростных протоколов FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, ATM и Gigabit Ethernet.

Кабель на основе экранированной витой пары хорошо защищает передаваемые сигналы от внешних помех, а пользователей сетей - от вредного для здоровья излучения. Наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет его прокладку. Экранированный кабель применяется только для передачи данных. Основным стандартом, определяющим параметры экранированной витой пары, является фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся на типы: Type 1, Type 2,., Type 9, из которых основным является кабель Type 1.

Коаксиальные кабели существует в большом количестве вариантов: «толстый» коаксиальный кабель, различные разновидности «тонкого» коаксиального кабеля, которые обладают худшими механическими и электрическими характеристиками по сравнению с «толстым» коаксиальным кабелем, зато за счет своей гибкости более удобны при монтаже, сюда же относится телевизионный кабель.

Волоконно-оптические кабели обладают отличными электромагнитными и механическими характеристиками, недостаток их состоит в сложности и высокой стоимости монтажных работ.

7. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с.: ил.

8. Компьютерные сети. Хитрости. Айвенс К. – СПб.: Питер, 2006. – 298 с.ил.

9. Кузин, А.В. Компьютерные сети: Учебное пособие / А.В. Кузин. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 192 c.

10. Кузьменко, Н.Г. Компьютерные сети и сетевые технологии / Н.Г. Кузьменко. - СПб.: Наука и техника, 2013. - 368 c.

11. Куроуз, Д. Компьютерные сети. Нисходящий подход / Д. Куроуз, К. Росс. - М.: Эксмо, 2016. - 912 c.

12. Максимов, Н.В. Компьютерные сети: Учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования / Н.В. Максимов, И.И. Попов. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 464 c.

13. Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - СПб.: Питер, 2016. - 944 c.

14. Основы компьютерных сетей: Методическое пособие для учителя. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 55 с.: ил.

15. Основы компьютерных сетей: Учебное пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 167 с.: ил.

16. Таненбаум, Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2013. - 960 c.