Презентация - "Презентация по информационным технологиям на тему "Компьютерные сети""

Ленинск-Кузнецкий, 2022
ГПОУ «Ленинск-Кузнецкий политехнический техникум»
Преподаватель Щеглова Алена Александровна
Теоретическое занятие
для студентов I курса
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ

При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть.
Назначение компьютерных сетей определяется функциями:
обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.


Компьютерная сеть

Компьютерная сеть – обеспечивает автоматизированный обмен данными между компьютерами по каналам связи.
Канал связи - система технических устройств и линий связи, обеспечивающая передачу информации.

Компьютерная сеть

Характеристики каналов связи:
1. Пропускная способность - скорость передачи информации
Равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени
Измеряется в бит/с, байт/c, Кбит/c, Кбайт/c, и т.д.
Компьютерная сеть

Линия связи – среда, используемая для обмена информацией между компьютерами.
Компьютерная сеть

Проводные (воздушные) - это провода без изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе
Служат для передачи телефонных и телеграфных сигналов, компьютерных данных.
Небольшая пропускная способность
Малая помехозащищенность
Классификация линий связи

2. Кабельные линии связи включают кабель, состоящий из проводников с изоляцией в несколько слоев – электрической, электромагнитной, механической, и разъемы для присоединения к нему различного оборудования.
В Кабельных линиях применяются три типа кабеля:
Коаксиальный кабель
Витая пара
Волоконно-оптический кабель
Компьютерная сеть

1. Коаксиальный кабель  состоит из медной жилы, изоляции, ее окружающей, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки.
Компьютерная сеть
Состоит из:
Внутреннего проводника (жила)
изоляции
металлической оплетки (экран)
внешней изоляции (оболочка)

Проводящая жила – медный провод или пучок медных проводов, по которым передается информация в виде электрического сигнала.
Металлическая оплетка – играет роль заземления и защищает сигнал, распространяющийся в жиле, от внешних шумов и перекрестных помех. Перекрестные помехи - это электрические наводки, вызванные сигналами в соседних проводах.

Компьютерная сеть

Компьютерная сеть
2. Тонкий коаксиальный кабель — гибкий кабель.
Характеристики:
Диаметр жилы – 1/30" ≈ 0,85 мм
Диаметр кабеля – около 5 мм
Волновое сопротивление – 50 Ом
Максимальная длина сегмента – 500 м

Компьютерная сеть


Подключение устройства к сегменту на тонком коаксиальном кабеле использует трансивер NIC и производится с помощью BNC конекторов (British Naval Connector). BNC баррел-коннектор – используется для увеличения длины сегмента
В месте подключения кабель разрезается
Концы кабеля обжимаются BNC-коннекторами
BNC-коннекторы присоединяются к BNC T-коннектору, который, в свою очередь, присоединяется к BNC-разъему NIC
Максимальное число подключений к сегменту – 30
Минимальное расстояние между подключениями – 0,5 м
K BNC разъем сетевой карты
BNC коннектор
BNC т -коннектор

Компьютерная сеть
3. Толстый коаксиальный кабель — относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см (около 0,5 дюймов). Медная жила этого кабеля толще, чем у тонкого коаксиального кабеля.   Чем толще жила у кабеля, тем большее расстояние способен преодолеть сигнал.

Компьютерная сеть
Подключение подразумевает использование внешнего трансивера
Трансивер соединяется с проводящей жилой посредством специального острого коннектора, прокалывающего внешние слои кабеля (vampire tap, "зуб вампира")
Трансивер соединяется с NIC интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface), состоящим из 4 витых пар
Для подключения используется разъем DB-15
Максимальная длина кабеля AUI – 50 м
Максимальное число подключений к сегменту – 100
Минимальное расстояние между подключениями – 2,5 м

Витая пара - кабель представляет собой несколько пар скрученных изолированных медных проводов в единой диэлектрической (пластиковой) оболочке
Гибкий и удобный для прокладки
В кабель входит две или четыре витые пары
Витая пара
        

Создание этого кабеля - вынужденная мера. В XIX в. пользователи и ученые стали замечать наличие помех на телеграфных проводах. Связано это было с тем что на опорах, на которых висят телеграфные провода прокладываются линии электропередач для питания трамваев и прочих потребителей. Выходом из этой ситуации стала транспозиция проводов, когда телеграфные провода меняются местами, правый становился левым и левый становится правым и так несколько раз за километр. Помеха, которая действует на эти телеграфные провода действует одинаково на правый и на левый провод. Таким образом линии самокомпенсируется.

Витая пара
        


Такая технология применяется в современных кабелях. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. 

Витая пара
Неэкранированные витые пары (UTP) характеризуются слабой защищенностью от внешних электромагнитных помех, слабой защищенностью от подслушивания с целью, например, промышленного шпионажа. Перехват передаваемой информации возможен как с помощью контактного метода (посредством двух иголочек, воткнутых в кабель), так и с помощью бесконтактного метода, сводящегося к радиоперехвату излучаемых кабелем электромагнитных полей. Для устранения этих недостатков применяется экранирование.

Витая пара
В случае экранированной витой пары STP каждая из витых пар помещается в металлическую оплетку-экран для уменьшения излучений кабеля, защиты от внешних электромагнитных помех и снижения взаимного влияния пар проводов друг на друга (crosstalk - перекрестные наводки). Естественно, экранированная витая пара гораздо дороже, чем неэкранированная, а при ее использовании необходимо применять и специальные экранированные разъемы, поэтому встречается она значительно реже, чем неэкранированная витая пара.

Витая пара
Типы экранированной витой пары STP :
U/UTP. Нет общего экранированния (U), витые пары неэкранированные (UTP);
F/UTP. Общее экранирование из фольги (F), витые пары неэкранированные (UTP);
SF/UTP. Общее экранирование из оплетки (S) и общий экран из фольги (F), витые пары неэкранированные (UTP);
S/FTP. Общее экранирование с оплеткой (S), витые пары защищены фольгой (FTP);
F/FTP. Общее экранирование из фольги (F), витые пары также экранированы фольгой (FTP);
U/FTP. Без общего экранирования, витые пары защищены фольгой (FTP).

Категория 1. Используется для цифровой и аналоговой передачи голосовой информации и низкоскоростной (до 20 Кбит/c) передачи данных
Кабели категории 2 были впервые применены IBM при построении собственной кабельной системы. Обеспечивает передачу данных со скоростью до 4 Мбит/с
Категория 3 (1991 г.). "Стандарт телекоммуникационных кабельных систем для коммерческих зданий" (EIA-568) определил электрические характеристики кабелей категории 3 для частот до 16 МГц. Предназначен для передачи голоса и данных со скоростью до 10 Мбит/c. Волновое сопротивление – 100 Ом
Категория 4 (1993 г.). Определяет электрические характеристики кабелей для частот до 20 МГц. Представляет собой улучшенный вариант кабеля категории 3 и способен передавать данные с большей скоростью (до 16 Мбит/с) и на большие расстояния. Волновое сопротивление – 100 Ом

Кабель витая пара

Категория 5. Специально разработана для поддержки высокоскоростных технологий. Определяет электрические характеристики кабелей категории 5 для частот до 100 МГц. Каждая из четырех пар имеет собственный шаг скрутки. Волновое сопротивление – 100 Ом
Категория 6. Определяет электрические характеристики кабелей категории 6 для частот до 200 (или 250) МГц
Категория 7. Определяет электрические характеристики кабелей категории 7 для частот до 600 МГц. Кабель обязательно должен быть экранированным

Кабель витая пара

Для подключения кабеля витой пары к устройству используются 8-контактные вилки и розетки RJ-45
Кабель витой паре

3. Волоконно-оптический кабель (состоит из тонких – в 5-60 микрон волокон, по которым распространяются световые сигналы).
Компьютерная сеть
Оптоволоконный кабель предназначен для высокоскоростной передачи данных между двумя устройствами
Состоит из следующих компонентов:
Световой элемент - чрезвычайно тонкий стеклянный цилиндр, по которому распространяется сигнал
оболочка жилы из вещества с иным коэффициентом преломления, чем у жилы (распространяясь по жиле, лучи света не выходят за ее пределы)
Оптический модуль
Гидроизоляция сердечника
Промежуточная оболочка
Броня из крупных стальных оцинкованных проволок
внешняя оболочка (пластик, кевлар)

4. Беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи)
Образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн и относятся к технологии беспроводной передачи данных.
Компьютерная сеть

Радиорелейные каналы связи состоят из последовательности станций, являющихся ретрансляторами. Связь осуществляется в пределах прямой видимости, дальности между соседними станциями – до 50 км. Цифровые радиорелейные линии связи (ЦРРС) применяются в качестве региональных и местных систем связи и передачи данных, а также для связи между базовыми станциями сотовой связи.

Компьютерная сеть

В спутниковых системах используются антенны СВЧ-диапазона частот для приема радиосигналов от наземных станций и ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции. В спутниковых сетях используются три основных типа спутников, которые находятся на геостационарных орбитах, средних или низких орбитах. Спутники запускаются, как правило, группами. Разнесенные друг от друга они могут обеспечить охват почти всей поверхности Земли. Целесообразнее использовать спутниковую связь для организации канала связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях, и возможности обслуживания абонентов в самых труднодоступных точках. Пропускная способность высокая – несколько десятков мегабит в секунду.

Компьютерная сеть

Компьютерную сеть называют телекоммуникационной сетью, а процесс обмена информации по такой сети называют телекоммуникацией.
Компьютерная сеть

Классификация сетей по масштабам.
Глобальные вычислительные сети – сети, соединяющие компьютерные сети и отдельные компьютеры, размещенные в разных городах и странах, частях света. система, связанных между собой локальных сетей и компьютеров отдельных пользователей
Региональная сеть – компьютерная сеть в пределах одного региона.
Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах одной организации.
Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и дает возможность пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также подключенных к сети периферийных устройств (принтеров, плоттеров, дисков, модемов и др.).



Классификация

Топология сети – это логическая схема соединения компьютеров каналами связи
В локальных сетях используется одна из следующих топологий:
шина
кольцо
звезда
Локальная сеть

Шина – топология, в которой все устройства локальной сети подключаются к общему кабелю-шине
Передачу информации может вести только один ПК, сформированный им сигнал передается всем устройствам сети, но обработку информации производит только тот ПК, адрес которого указан, как получатель
Информация от каждого ПК одновременно передается всем остальным компьютерам
Подключение или отключение ПК не влияет на работу других устройств в сети
Информацию ПК могут передавать по очереди, в противном случае передаваемая информация будет искажаться в результате наложения сигналов
Локальная сеть

Локальная сеть
Кольцо – это топология локальной сети, в которой ПК подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо
Данные передаются от одного ПК к другому в одном направлении
Каждый ПК работает, как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК
Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера – он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.

Локальная сеть
3. Топология «звезда» – это топология, в которой каждый узел в сети подключен к серверу.
Центральное сетевое устройство является сервером, а другие устройства рассматриваются как клиенты.
Центральный узел отвечает за управление передачей данных по сети.

Для подключения компьютера к сети необходим сетевой адаптер – специальная плата, которая устанавливается внутри системного блока в один из слотов материнской платы.
Основной функцией сетевого адаптера является передача и прием информации в сети.
Соединение сетевых адаптеров между собой осуществляется с помощью различных типов кабелей – коаксиального, оптоволоконного или так называемой витой пары.
Аппаратное обеспечение сетей

Устройства, подключаемые к сети, разделяются на три группы:
Рабочие станции – это ПК, подключенный к сети, на котором пользователь выполняет свою работу. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою ОС, но при этом ему доступны ресурсы сети.
Серверы – это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги, например, хранение данных общего пользования и печать документов
Узел – любое устройство в сети, имеющее свой идентификатор
Компьютерная сеть

Локальная компьютерная сеть
Компьютер, подключенный к локальной компьютерной сети, является рабочей станцией или сервером в зависимости от выполняемых им функций.
Различают сети с одним или несколькими выделенными серверами и сети без выделенных серверов, называемые одноранговыми сетями. обрабатываются полученные результаты.

Компьютерные сети
Одноранговая сеть  – компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. Часто в такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел, как является клиентом, так и выполняет функции сервера. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются все узлы.

Компьютерные сети
Сеть типа клиент-сервер – сеть, в центре которой находится мощный ПК (сервер), соединенный с отдельными рабочими станциями (клиентами).
Сервер – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией. Сам сервер также может быть клиентом сервера более высокого уровня иерархии.

Компьютерные сети
Интернет-провайдер  – организация, предоставляющая услуги доступа к сети Интернет и иные связанные с Интернетом услуги.