Тема 1 Введение в компьютерные сети Презентацию лекций разработал доцент кафедры оптимизации систем управления кафедры оптимизации систем управления Томского. - презентация

1 Тема 1 Введение в компьютерные сети Презентацию лекций разработал доцент кафедры оптимизации систем управления кафедры оптимизации систем управления Томского политехнического университета Томского политехнического университета Комагоров Владимир Петрович

2 Компьютерная сеть представляет собой комплекс распределенной компьютерной техники (компьютеров, программируемых контроллеров, устройств ввода-вывода информации и т.д.), соединенной между собой системой передачи данных, содержащей коммуникационное оборудование и каналы связи. В зависимости от территориального расположения, компьютерные сети подразделяются на локальные, региональные и глобальные.

3 Локальная компьютерная сеть (LAN) - это комплекс распределенной в пределах отдельных зданий и сооружений компьютерной техники, соединенной высокоскоростными цифровыми каналами связи. Характерной особенностью LAN является их упрощенная топология, т.е. пространственное расположение компьютерной техники и каналов связи. Типовыми топологиями являются шина (рис. 1), звезда (рис. 2), и кольцо (рис. 3). Упрощенная топология LAN, а также малая протяженность (несколько тысяч метров) обеспечили им высокую скорость передачи данных (более одного миллиарда бит в секунду).

4 Компьютер 1 Компьютер 2 Компьютер 3 Компьютер 4 Компьютер 5 (сервер) Рис. 1. Топология шина

5 Рис. 2. Топология звезда Компьютер 1Компьютер 3 Кмпьютер 2Компьютер 4 Компьютер 5 (Сервер)

6 Компьютер 1 Компьютер 3Компьютер 2 Компьютер 4 Компьютер 5 (Сервер) Рис. 3. Топология «кольцо»

7 Важной характеристикой LAN является технология передачи данных (метод доступа компьютера к каналу связи). В LAN в основном, применяются два метода: множественный доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений (CSMA/CD) и маркерный метод доступа. При методе доступа CSMA/CD компьютер перед началом передачи слушает канал связи и определяет наличие несущей (физического сигнала, свидетельствующего о передачи данных другим компьютером). После исчезновения несущей, компьютер начинает передавать данные и одновременно слушает канал для обнаружения столкновения несущих, если другой компьютер пытается также передать данные.

8 Обнаружив столкновение, компьютер прекращает передачу и пытается возобновить ее через некоторый случайный промежуток времени. В LAN с маркерным методом доступа правом передавать данные обладает только один компьютер, в котором находится маркер. Маркер представляет собой специальное сообщение (пакет), который постоянно циркулирует в сети от одного компьютера к другому. Такой метод доступа гарантирует, что любой компьютер рано или поздно получит маркер и выполнит передачу данных. При этом сеть содержит средства восстановления маркера в случае его пропажи.

9 Примером LAN, в которой реализован метод доступа CSMA/CD, является сеть Ethernet. На основе маркерного метода доступа построены сети ARCNet и Token Ring. Региональные компьютерные сети (WAN) представляют собой объединение LAN предприятий и организаций, расположенных в пределах региона или области и связанных между собой разнообразными каналами передачи данных: кабельными, ВОЛС, радиоканалами, спутниковыми системами связи (ССС). WAN могут иметь произвольную топологию. Для объединения LAN применяются специальные устройства: мосты, маршрутизаторы и шлюзы.

10 Глобальные компьютерные сети (GAN) объединяют WAN, компьютерные сети стран, материков. Построение этих сетей выполняется строго в соответствии с международными стандартами. Примером глобальной сети является сеть Internet, которая соединила в себе национальные сети стран мира, содержит сотни миллионов компьютеров, обеспечивает удаленный доступ к мировым информационным ресурсам (в том числе, национальным библиотечным фондам), позволяет передавать и принимать сообщения в режиме "электронная почта" (E mail) абонентам, находящимся на разных материках.