Способ соединения компьютеров между собой называется

Сеть компьютеров

Часто компьютеры соединяются между собой через сетевую карту, когда несколько компьютеров соединяются между собой. В этой главе описываются лишь принципы работы без углубления в детали, то есть не перечисляются типы применяемых кабелей, принципы их соединений.

Сеть компьютеров предполагает, что несколько компьютеров соединены между собой при помощи кабелей, причем это соединение может быть различным в зависимости от топологии, то есть от основной схемы их соединения. Каждый компьютер для подключения в сеть должен иметь свою сетевую карту, присоединяемую к шине ISA , EISA , PCI и другим. Важным параметром карты является скорость передачи данных: тип шины, к которой подключается карта; стандарты, которые она поддерживает. При установке карты необходимо указать линию прерываний (3 или 5), канал DMA и адрес порта ввода-вывода (300 h ), кроме того, может потребоваться область в верхней части памяти (С800 h ). Сеть позволяет пользоваться данными, находящимися на других компьютерах, выполнять распределение аппаратных ресурсов, то есть каждый пользователь может воспользоваться одним или несколькими принтерами, каждый может послать сообщение другому пользователю и т.д. Видов соединений может быть несколько.

Рисунок выше показывает схему шинного соединения.

Первый вид — шинное соединение. Имеется одна шина, через которую проходят сигналы от одного компьютера к другому. На концах шины находятся специальные заглушки, которые поглощают сигнал, с тем чтобы он не отражался обратно в линию.

Второй вид — звезда. Здесь имеется центральное устройство, называемое концентратором, который, получив сигнал от одного из компьютеров, посылает его всем другим. Естественно, как и в предыдущем случае, компьютер выбирает сигналы, которые к нему посылаются, и их обрабатывает, не трогая сигналы, которые идут к другим компьютерам.

Рисунок выше показывает организацию компьютеров в виде звезды.

Третий вид — кольцо. Компьютеры расположены в виде кольца, их соединение производится через концентратор. Каждый компьютер имеет по две пары счетверенных проводов, каждый из четырех проводов либо только принимает, либо посылает сигналы. Сигнал от первого компьютера проходит через концентратор ко второму, потом к третьему и так далее, пока не вернется на первый компьютер, то есть сигнал обходит все компьютеры по кольцу. Вместо простого концентратора может присутствовать файловый сервер, на котором находятся основные файлы. Сервер может быть подключен и как обычный компьютер в сети. Как правило, он имеет более высокое быстродействие, чем простой компьютер. Некоторые компьютеры могут не иметь жесткого диска. Для загрузки операционной системы в таких станциях на сетевой карте нужно установить базовый адрес для загрузки, либо, возможно, на карте имеется специальная микросхема для этого, поэтому ее нужно включить при помощи переключателей.

Рисунок выше показывает соединение компьютеров в виде кольца

Сети можно соединить между собой, с тем чтобы пользователи одной сети могли иметь связь с пользователями другой. При этом в случае шинной топологии заглушки в конце сетей отсоединяются и концы шин соединяются проводом. Чтобы осуществить кольцевое соединение, одну связку разъединяют, делают большое кольцо, а соединение звездочкой производят с помощью объединения концентраторов. Практически все эти способы приводят к расширению сети. Однако существует и другой путь соединения сетей – при помощи специального устройства, называемого мостом, который позволяет соединить сети разной топологии. В этой роли может выступать и компьютер, на котором установлено соответствующее программное обеспечение. Такой компьютер анализирует полученные данные и посылает сообщение в ту сеть, куда оно предназначено. В этом случае он называется маршрутизатором. Если он также согласовывает протоколы (разные сети могут иметь разные протоколы), то называется мостом. То есть при использовании моста или маршрутизатора сообщение при наличии нескольких сетей пропускается в ту сеть, для которой оно предназначено, а не для всех компьютеров, что снижает загрузку сетей сообщениями.

Протокол — это описание, каким образом и какие управляющие сигналы используются при передаче сообщения. Набор соглашений, по которым происходит передача данных, называется Ethernet. В данной системе адрес назначается, исходя из серийного номера сетевой карты. При передаче данных в локальной сети может произойти коллизия, когда два компьютера, определив, что шина свободна, начинают одновременно производить передачу данных. Чтобы этого избежать, устройства, вызвавшие коллизию, должны прекратить передачу данных на определенный, свой для каждого компьютера промежуток времени, и, если шина не занята, продолжить передачу данных.

Для системы Ethernet имеется стандарт передачи данных со скоростью 10 Мбит/сек (IEEE802.3). Для скорости 100 Мбит/сек будут появляться и другие стандарты, работающие с большей скоростью. При выходе из строя одного из компьютеров система будет продолжать работать, но может остановиться при поломке концентратора, что бывает очень редко в силу простоты его конструкции.

Имеется и другой подход к передаче сообщений. В системе Token Ring, которая содержит сеть с кольцевой топологией, постоянно передается специальный блок от одного компьютера к другому. Если для компьютера, который получил текстовый блок, имеется сообщение в блоке, он изымает его и посылает блок без сообщения к следующему компьютеру. Если имеется сообщение, которое нужно передать далее, то оно присоединяется к блоку. Пакет, не содержащий сообщений, называется маркером. Достоинством такой модели является то, что при большой загрузке сообщениями в сети каждый компьютер имеет возможность послать сообщение, а недостатком то, что при поломке одного из компьютеров сеть перестает функционировать.

Персональная сеть, созданная для одного пользователя, носит название PAN (Perconal Area Network), локальная сеть для большой организации, без выхода на поставщика услуг, закрытая структура, позволяющая пользоваться только ограниченному числу лиц, называется LAN ( Local Area Network ), соединение компьютеров в пределах города – MAN ( Metropolitan Area Network ). Если компьютеры находятся между собой на большом расстоянии один от другого, то сеть называется WAN (Wide Area Network), а объединяющая континенты — GAN ( Global Area Network ).

Связь между сетями происходит через выделенные каналы связи, но в силу их большой стоимости связь может происходить и через Интернет. В этом случае необходимо шифровать данные, чтобы они не были доступны посторонним пользователям, а время пересылки пока еще довольно продолжительно.

Все сказанное относится к компьютерам, которые работают в равноправных условиях друг с другом. Однако бывают случаи, когда персональные компьютеры подключаются к большому компьютеру. В этом случае возможно такое соединение, когда персональные компьютеры работают только для ввода данных с клавиатуры и посылают информацию от большого компьютера на экран. По окончании работы они могут получать данные на свой жесткий диск для дальнейшей обработки.

Для работы в сети нужно, чтобы в компьютере было соответствующее программное обеспечение, называемое сетевой операционной системой. Существует довольно много таких систем, как правило, они созданы на основе уже существующих для одного компьютера. Так, вместо Windows 3.1 существует система Windows for Workgroups 3.11, Windows 95, Windows 98 и Windows NT уже содержат в себе сетевые возможности, существует Novell Netware, добавляющая сетевые драйверы к операционной системе, и так далее. При использовании этих систем можно применять устройства, находящиеся в сети, такие, как принтеры, файлы на других компьютерах (локальные диски), для всех пользователей сети. Задача работы в сети может усложниться тем, что в ней находятся компьютеры, работающие с разными операционными системами.

Все сети можно разбить на две большие группы: первая клиент/сервер, вторая — одноранговая сеть. Многое из описанного выше относится к одноранговым сетям, в которых каждый компьютер имеет равный приоритет и которые поддерживаются операционными системами Windows for Workgroups, Windows 95, Windows NT, OS/2 WARP. Чтобы регламентировать доступ к разным ресурсам, пользователям назначаются имена с паролем, по которым можно установить уровень доступа.

Другой подход – клиент/сервер заключается в том, что основные файлы находятся на одном или нескольких центральных компьютерах, которые называются серверами файлов или файловыми серверами. Они снабжают пользователей данными. Например, это может быть система продажи железнодорожных билетов. К подобным операционным системам относится Unix и Novell Netware. Windows NT имеется в двух вариантах: для серверных файлов, и для рабочих станций.

Пакеты используют разные виды протоколов. U nix использует TCP/IP, который применяется также и в Интернет, Novell Netware — IPX, а Windows 3.11 и Windows 95 — NetBeui, а передача может происходить с теми протоколами, которые установлены на компьютере. Обычно не рекомендуется установка протокола, которые не используются, так как для него требуется довольно много памяти.

Как правило, сеть имеет выход в Интернет через специальный компьютер, называемый брандмаузер, который не только переводит сообщение, получаемое им, в нужный вид, но и осуществляет контроль доступа к сети отдельных пользователей, что существенно важнее.

Программы, которые выполняются на рабочей станции, называются программами переднего плана, выполняемые на сервере — программами заднего плана.

Пользователи делятся на тонких и толстых клиентов. Если компьютерщик может работать полностью самостоятельно, то он толстый клиент, если он имеет только экран, клавиатуру и мышь, то это тонкий клиент, так как сильно зависит от центрального компьютера.

Программы удаленного доступа — это программы, позволяющие управлять работой программы, выполняемой на удаленном компьютере. В некоторых системах закладываются условия, выполнение которых необходимо для работоспособности сети. Если требуется высокая надежность или на предприятии имеется большое число компьютеров, то для обслуживания сети выделяется специалист, который отвечает за работу системы. Это системный администратор. Для увеличения надежности работы обычно используются устройства бесперебойного питания, имеются дополнительные серверы, принтеры. Кроме того, на серверах используется дублирование хранимой информации, производится регулярная архивация. Для защиты данных пользователю выделяется имя и пароль, которые определяют уровень привилегий при работе с файлами, проводится также ввод, корректировка баз данных, распечатка итоговых значений некоторых баз данных, статистические работы и пр.

Кроме обычной передачи данных в сети, возможны и другие виды работы, так называемые видеоконференции, при которых пользователь, имеющий видеокамеру и микрофон, посылает изображение и звук другим пользователям, получая от них также изображение и звук. Некоторые пользователи предпочитают иметь дело с электронными досками, когда часть экрана отводится под доску и пользователь пишет что-либо на ней, а другие пользователи видят перед собой введенный текст.

Помимо простых систем с одним центральным процессором, существуют компьютеры, у которых имеется несколько центральных процессоров. Основная задача таких систем заключается в том, чтобы направить вычисления в нужный процессор, так как часто результат вычислений нужен для следующих операций. Это так называемый линейный процесс. Существуют задачи, в которых можно достаточно легко распараллелить работы, например, при перемножении матриц, в которых подсчитываются суммы произведений строки первой матрицы на столбец второй. Однако для этих операций все равно нужно соответствующее программное обеспечение.

Задача решается легче, когда в сети выполняется несколько задач, например, работа с текстовыми процессорами и воспроизведение музыки или вывод на печать. В этом случае один процессор может выполнять действия для одного приложения, другой — для другого. Но и здесь нужно соответствующее программное обеспечение, так как в одно и то же время процессорам могут потребоваться одни и те же ресурсы, например, оперативная память или обращение к жесткому диску. Поэтому многопроцессорные системы устанавливаются в тех случаях, когда они могут сильно облегчить большой объем вычислений, например, в файловых серверах или больших компьютерах, для расчета прогноза погоды на планете.

Существуют довольно известные пакеты, которые позволяют работать с многопроцессорными системами, например, Photoshop I llustrator. Они могут работать в Windows NT и OS/2 в этом режиме, так как требуют больших вычислений при обработке графики, которую можно оптимально распределить. Системы DOS, Windows 3.1 и Windows 95 не смогут выполнить работу в многопроцессорных системах, даже если имеется несколько процессоров в компьютере, так как для этого нужно соответствующее программное обеспечение, поэтому в данных операционных системах все равно будет работать один процессор.

Для передачи информации по проводам разработан специальные стандарты – HomePNA, позволяющий использовать для этого телефонные провода и HomePlug, выполняющий пересылку данных по обычным электрическим проводам в пределах, например, городской квартиры или загородного коттеджа. Для этого нужно иметь специальный внешний адаптер, подключаемый к розеткам и соответствующим портам компьютеров. Таким образом, можно создать свою компьютерную сеть внутри жилища. Скорость передачи данных по сети стандарта HomePlug может достигать 16 Мбит/с.

Информация данного сайта предназначена для бесплатного изучения персонального компьютера. Можно копировать, передавать материалы другим лицам.

Запрещается использовать материалы для получения личной финансовой выгоды, а также размещать на сайтах в интернете.

Источник

Способ соединения компьютеров между собой называется

Существует множество способов соединения сетевых устройств. Выделяют следующие топологии:

полносвязная
ячеистая
общая шина
звезда
кольцо
снежинка

Рассмотрим каждую из них по подробнее.

1) Полносвязная топология — топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным. Этот вариант является громоздким и неэффективным, несмотря на свою логическую простоту. Для каждой пары должна быть выделена независимая линия, каждый компьютер должен иметь столько коммуникационных портов сколько компьютеров в сети. По этим причинам сеть

Технология доступа в сетях этой топологии реализуется методом передачи маркера. Маркер – это пакет, снабженный специальной последовательностью бит (его можно сравнить с конвертом для письма). Он последовательно предается по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый узел ретранслирует передаваемый маркер. Компьютер может передать свои данные, если он получил пустой маркер. Маркер с пакетом передается, пока не обнаружится компьютер, которому предназначен пакет. В этом компьютере данные принимаются, но маркер движется дальше и возвращается к отправителю.
После того, как отправивший пакет компьютер убедится, что пакет доставлен адресату, маркер освобождается.

Недостаток: г ромоздкий и неэффективный вариант , т . к . каждый компьютер должен иметь большое кол — во коммуникационных портов .

2) Ячеистая топология — базовая полносвязная топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими рабочими станциями этой же сети. Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и переизбыточным расходом кабеля. Каждый компьютер имеет множество возможных путей соединения с другими компьютерами. Обрыв кабеля не приведёт к потере соединения между двумя компьютерами.

Получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. Эта топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей.

3) Общая шина, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Сравнение с другими топологиями.

Небольшое время установки сети;
Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);
Простота настройки;
Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети.

Неполадки в сети, такие как обрыв кабеля и выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети;
Сложная локализация неисправностей;
С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

Метод доступа реализуется с помощью технологии Arcnet. Этот метод доступа также использует маркер для передачи данных . Маркер передается от компьютера к компьютеру в порядке возрастания адреса . Как и в кольцевой топологии , каждый компьютер регенерирует маркер .

Сравнение с другими топологиями.

выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
хорошая масштабируемость сети;
лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
гибкие возможности администрирования.

выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;
для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;
конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Работа в сети кольца заключается в том, что каждый компьютер ретранслирует (возобновляет) сигнал, то есть выступает в роли повторителя, потому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Четко выделенного центра в этом случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Однако достаточно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует обмен. Понятно, что наличие такого управляющего абонента снижает надежность сети, потому что выход его из строя сразу же парализует весь обмен.

Компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии). Одни из них обязательно получают информацию от компьютера, который ведет передачу в этот момент, раньше, а другие — позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на «кольцо». В этих методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру.

Подключение новых абонентов в «кольцо» обычно совсем безболезненно, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае топологии «шина», максимальное количество абонентов в кольце может быть достаточно большое (1000 и больше). Кольцевая топология обычно является самой стойкой к перегрузкам, она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками переданной по сети информации, потому что в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды).

В кольце, в отличие от других топологий (звезда, шина), не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их далее, если они адресованы не ему. Список адресатов генерируется компьютером, являющимся генератором маркера. Сетевой модуль генерирует маркерный сигнал (обычно порядка 2—10 байт во избежание затухания) и передает его следующей системе (иногда по возрастанию MAC-адреса). Следующая система, приняв сигнал, не анализирует его, а просто передает дальше. Это так называемый нулевой цикл.

Последующий алгоритм работы таков — пакет данных GRE, передаваемый отправителем адресату начинает следовать по пути, проложенному маркером. Пакет передаётся до тех пор, пока не доберётся до получателя.

Сравнение с другими топологиями.

Простота установки;
Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;
Сложность конфигурирования и настройки;
Сложность поиска неисправностей.
Необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции.

Самый распространенный способ связей как в локальных сетях , так и в глобальных .

Источник