Проектирование и монтаж инженерных систем. Компьютерные сети

Трудно себе представить, что вы никогда и ничего не слышали про сети персональных компьютеров. Возможно, вы даже знаете, что бывают локальные и глобальные сети. Наиболее эрудированные из вас знают такие слова, как Ethernet и репитер. Однако при изложении материала мы будем предполагать, что ранее вы никогда не работали в компьютерной сети. Соответственно, от вас не потребуется никаких специальных знаний, кроме, разумеется, тех, что вы приобрели из первых томов нашей серии книг "Персональный компьютер - шаг за шагом".

1.1. Зачем объединяют компьютеры в сеть

Если у вас есть только один персональный компьютер, нет модема и желания его приобрести, вы никогда не сможете ощутить на себе те преимущества, которые дает компьютерная сеть. Однако если в вашем офисе установлено несколько компьютеров или имеется необходимость передавать данные в территориально удаленные филиалы, вам едва ли стоит пренебрегать сетевыми технологиями.

Попытаемся ответить на вопрос, вынесенный в заголовок раздела: зачем соединяют компьютеры?

Очевидно, для того чтобы можно было передавать данные из одного компьютера в другие. Но это слишком общая формулировка. Пока не ясно, как возможность передачи данных из одного компьютера в другой может экономить время и деньги (особенно если учесть, что организация сети требует дополнительных затрат на сетевое аппаратное и программное обеспечение).

Попробуем доказать, что сетевые технологии экономят деньги, и немалые. Для этого кратко рассмотрим возможные области применения сетей компьютеров.

В этой книге мы будем заниматься локальными сетями.

Локальные сети - это такие сети, которые объединяют компьютеры, находящиеся рядом (в одной комнате, в одном или нескольких близко расположенных зданиях). При этом для соединения компьютеров используются выделенные линии связи, принадлежащие той же фирме, что и компьютеры.

Что же касается глобальных сетей, то здесь нет никаких ограничений для расстояния между компьютерами. Существуют глобальные сети, объединяющие компьютеры в разных странах и на разных континентах. Разумеется, никакая мелкая или средняя фирма (кроме телефонной кампании) не может владеть межконтинентальными линиями связи. Для создания глобальных сетей приходится брать в аренду телефонные или спутниковые линии связи.

Для локальных сетей характерна высокая скорость передачи информации между компьютерами, достигающая 10 или даже 100 Мбит в секунду. Скорость передачи данных в глобальных сетях невелика и при использовании телефонных линий может составлять 2400-28800 бит в секунду.

Области применения локальных и глобальных сетей различны, однако и те и другие являются значительным достижением в области компьютерных технологий, а потому заслуживают самого пристального внимания.

Печать документов

В любом офисе требуется печатать те или иные документы. Несмотря на повсеместное внедрение так называемой "безбумажной" технологии количество печатных документов не только не уменьшилось, но и даже возросло.

Если вас заботит престиж вашей фирмы, все ее внутренние и внешние документы должны печататься на качественном лазерном принтере.

Для простых документов можно использовать относительно дешевый принтер, который стоит несколько сотен долларов. В некоторых случаях нужен цветной принтер. Если же вы занимаетесь издательской деятельностью, вам нужен дорогой лазерный принтер, стоимость которого может исчисляться тысячами долларов.

Разумеется, нет смысла покупать несколько дорогостоящих лазерных принтеров по одному для каждого компьютера. Не всякая фирма может позволить себе такие затраты. Поэтому обычно покупается только один или два принтера.

Но как подключить один принтер сразу к нескольким компьютерам?

Существует несколько возможностей.

Во-первых, можно купить специальный переключатель, который подключается с одной стороны к принтеру, а с другой - к нескольким компьютерам (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Подключение принтера через переключатель

Очевидно, такое решение пригодно только в простейших случаях, когда все компьютеры находятся в одной комнате, и в этой же комнате установлен принтер. Если компьютеров много, около переключателя соберется очередь из желающих воспользоваться принтером.

Во-вторых, можно подключить принтер только к одному компьютеру. Если пользователю, не имеющему принтера, нужно что-либо распечатать, он может записать данные на дискету и в таком виде отнести их к обладателю принтера.

У этого способа много недостатков. Например, объем данных может оказаться слишком большим, чтобы поместиться на одну дискету. Пользователь, к компьютеру которого подключен принтер, вряд ли придет в восторг от того что к нему будут постоянно ходить сотрудники фирмы с просьбой распечатать документ на драгоценном лазерном принтере.

Третий способ предполагает наличие сети компьютеров (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Подключение принтера в локальной сети компьютеров

Оставим пока в стороне технические подробности соединения компьютеров. На данном этапе вам достаточно будет знать, что в локальной сети компьютеры соединяются друг с другом при помощи специальных сетевых адаптеров, приобретаемых, как правило, отдельно.

Сетевое программное обеспечение должно быть установлено на каждом компьютере. Оно обеспечивает передачу данных в любом направлении между любыми компьютерами сети.

Несмотря на то, что принтер подключен только к одному компьютеру, аппаратное и сетевое программное обеспечение предоставляет каждому пользователю доступ к принтеру. Принтер становится сетевым ресурсом, доступным из любого компьютера.

Доступ к подключенному таким образом принтеру очень удобный - процедура печати на сетевом принтере практически ничем не отличается от процедуры печати на локальном принтере (локальный принтер подключен непосредственно к компьютеру).

Преимущества использования сети для организации коллективного доступа к дорогостоящему принтеру наиболее очевидны, когда компьютеры разбросаны по нескольким комнатам или этажам здания. Вместо того чтобы покупать несколько принтеров (по одному на компьютер или на комнату), можно обойтись всего одним общим принтером, причем практически без снижения производительности труда. Что же касается экономии денег, достигнутой при помощи уменьшения количества лазерных принтеров, вы можете определить полученный эффект самостоятельно.

Базы данных

Несмотря на широко известное утверждение о том, что компьютеры используются в основном как очень хорошие и дорогие печатные машинки, для этого устройства существуют и другие, не менее полезные, применения.

Самое известное из них - базы данных. Мы не будем объяснять вам, что это такое, во всяком случае, в этой книге. Безусловно, вам известно, что базы данных предназначены для ввода, хранения и выборки самой разной информации.

В простейших случаях вся база данных размещается в виде одного или нескольких файлов на диске одного компьютера. Вводом данных и запрашиванием нужной информации занимается один человек.

Однако чаще один человек не может справиться с базой данных. Представьте себе базу данных среднего по величине банка или базу данных авиакомпании, содержащей сведения о свободных местах и проданных билетах.

В этом случае вводом и обработкой данных занимаются несколько человек (или даже несколько десятков или сотен человек). Как создать подобную систему, предназначенную для коллективного доступа к базе данных?

Существует два подхода.

Первый подход берет свое начало с тех времен, когда компьютеры занимали отдельные комнаты, а обслуживанием одного компьютера занимались десятки специалистов различного профиля. Он заключается в организации работы пользователей с одним компьютером в режиме разделения времени.

Раньше компьютер стоил слишком дорого, для того чтобы с ним мог работать только один человек. К компьютеру подключали несколько терминалов, состоящих из видеомонитора и клавиатуры. Специально разработанные многозадачные и многопользовательские операционные системы, такие как UNIX, MVS и VMS, позволяли разделять драгоценные ресурсы компьютера между многими пользователями, каждый из которых решал свою задачу.

Если расположить файлы базы данных на дисках такого компьютера, с ними смогут работать одновременно много пользователей. Таким образом, задача организации коллективного доступа решается достаточно легко.

Второй подход основан на использовании локальных сетей.

В этом случае один из компьютеров выделяется для работы системы управления данными (СУБД). Он называется сервером базы данных. Остальные компьютеры, подключенные к сети, называются рабочими станциями (рис. 1.3). Как можно догадаться из названия, рабочие станции предназначены для пользователей.

Рис. 1.3. СУБД в локальной сети

Рабочие станции выполняют роль интеллектуальных терминалов, посылая запросы в базу данных, которая физически находится на диске сервера СУБД. Сервер СУБД обрабатывает запросы, посылая в рабочие станции результат их выполнения.

Заметим, что хотя компьютер, играющий роль сервера СУБД, имеет в своей конфигурации видеомонитор и клавиатуру, в обычном режиме работы эти устройства не используются. Компьютер сервера СУБД взаимодействует с компьютерами пользователей (и, соответственно, с пользователями) через сеть, и только через сеть.

Чем этот подход лучше первого?

Так как в роли терминала выступает персональный компьютер, пользователь может выполнять дополнительную обработку данных локально, не загружая ресурсы сервера СУБД. Это может значительно повысить производительность работы системы, особенно при большом количестве пользователей.

Если в качестве операционной системы рабочей станции используется Windows, любой пользователь может оформить результаты запроса к базе данных в формате текстового процессора Microsoft Word for Windows или электронной таблицы Microsoft Excel. Полученный документ можно затем отформатировать и отпечатать на лазерном принтере (разумеется, сетевом!). Такое невозможно, если все, что есть в распоряжении пользователя - это алфавитно-цифровой видеомонитор с зеленым изображением и клавиатура.

Таким образом, сеть персональных компьютеров позволит вам создать в офисе базу данных с коллективным доступом. Трудно себе представить, как это можно сделать, если вы имеете только несколько компьютеров, никак не соединенных между собой.

Совместное использование файлов

Несмотря на стремительное падение стоимости дисковых устройств, памяти никогда не бывает слишком много. Если нескольким пользователям требуется доступ к одним и тем же файлам большого объема, нет смысла копировать их на диск каждой рабочей станции. Да это и не всегда возможно.

В локальной сети можно выделить один или несколько компьютеров для так называемых файл-серверов (рис. 1.4). Диски файл-сервера обычно имеют большую емкость (сотни Мбайт или даже десятки Гбайт). При этом они доступны пользователям рабочих станций так же, как и их локальные диски.

Рис. 1.4. Файл-сервер в локальной сети

Если расположить файлы на диске файл-сервера, все пользователи сети (или только некоторые из них по выбору администратора сети) получат доступ к этим файлам.

Внешне это будет выглядеть так, как будто на каждой рабочей станции появится один или несколько новых дисков. Эти диски будут почти неотличимы по своему "поведению" от локальных дисков рабочей станции, но они будут расположены на файл-сервере (который находится, возможно, в другой комнате или даже в другом здании).

В качестве устройства памяти к файл-серверу можно подключить устройство чтения компакт-дисков или магнитооптический диск с перезаписью данных.

Стоимость устройства чтения компакт-диска невелика, поэтому его обычно устанавливают на каждой рабочей станции. Тем не менее, сеть позволяет организовать коллективный доступ и сэкономить несколько сотен долларов.

В то же время стоимость устройства магнитооптической записи или магнитного диска емкостью в несколько Гбайт слишком высока, чтобы оснащать этими "игрушками" все рабочие станции. Поэтому, если необходимо организовать хранение и коллективное использование значительного объема данных, локальная сеть компьютеров будет весьма неплохим решением.

Вы можете представить себе файл-сервер просто как дисковое устройство коллективного пользования, и в большинстве случаев это будет недалеко от истины.

Одно из весьма полезных применений файл-сервера - обмен файлами между различными пользователями. Если сети нет, обмен выполняется при помощи дискет. Есть еще один вариант - соединение двух компьютеров через порт последовательной передачи данных, но этот вариант работает медленно и имеет другие очевидные недостатки.

Теперь представьте себе, что вам нужно переписать со своего диска на диски других компьютеров файл, имеющий размер 100 Мбайт. Вы можете подсчитать сами, сколько для этого потребуется дискет и времени.

Если же все пользователи имеют доступ к общему дисковому устройству, вам достаточно скопировать файл на это устройство один раз. Далее все остальные пользователи смогут обращаться либо к файлу, записанному вами на диск файл-сервера, либо они смогут скопировать этот файл к себе на локальный диск.

Передача сообщений и почта

Во время работы сотрудники часто обмениваются различной информацией, в том числе сообщениями. Раньше, когда не было компьютерных сетей, вы могли воспользоваться двумя методами передачи сообщений.

Первый метод заключается в том, что вы сами находите нужного вам человека и передаете ему на словах все, что нужно. В зависимости от того, насколько легко застать человека на рабочем месте, процесс передачи сообщения может длиться несколько минут или несколько дней.

Второй метод предполагает использование телефона или селекторной связи. Если сотрудник находится на месте, вы передаете ему сообщение. Если же нет, ...впрочем, вы все это отлично знаете сами.

Локальная сеть позволяет организовать передачу текстовых сообщений между пользователями рабочих станций. Все, что вам нужно сделать для передачи сообщения, это выбрать пользователя из списка, набрать текст сообщения и в соответствующей диалоговой панели нажать универсальную кнопку "OK". Если рабочая станция адресата включена, на экране появится текст сообщения, сопровождаемый звуковым сигналом. Конечно, в том случае, когда сотрудника нет на месте, все ваши усилия пропадут даром.

Более удобны услуги, предоставляемые так называемой электронной почтой.

Как работает обычная почта, вы хорошо знаете. Надо написать письмо, заклеить его в конверт, надписать адрес (а также обратный адрес), и опустить конверт в почтовый ящик. Все дальнейшее зависит от расторопности почтовых служащих.

Электронная почта работает аналогично. Вы составляете текст письма и записываете его в файл. Затем запускаете специальную почтовую программу, вводите адрес получателя и имя файла, содержащего заранее подготовленное письмо.

Почтовая программа передает письмо по сети адресату (естественно, нужно указать особый, "электронный" адрес получателя, такой, как имя компьютера в локальной сети или уникальный идентификатор пользователя).

Один из компьютеров сети выполняет роль почтового сервера. Он принимает письма, складывает их в почтовые ящики пользователей-адресатов, выдает эти письма получателю "на руки" по специальному запросу, а также занимается рассылкой почты в другие сети.

Не вдаваясь пока в технические подробности организации электронной почты, отметим, что она позволяет передать файл адресату, даже если последний находится в отпуске и отдыхает на море. Когда получатель выйдет на работу и включит свой компьютер, он получит сообщение о том, что на его имя пришла почта и ее можно забрать.

Так как отдельные компьютеры и локальные сети компьютеров нетрудно связать телефонными линиями, вы можете передавать электронную почту в любое место земного шара.

Можно также организовать коллективную работу с факс-модемом, когда любой пользователь сети сможет передавать факсы по одной телефонной линии. Несмотря на то что сам по себе факс-модем стоит недорого, нет никакого смысла оснащать им каждый компьютер, потому что количество свободных телефонных линий в вашей фирме может быть невелико.

Сетевой факс-модем доступен из любой рабочей станции, создавая у пользователей иллюзию наличия персонального факс-модема.

Видеоконференции

Относительно недавно появилось и бурно развивается новая область использования локальных сетей - видеоконференции.

Для организации видеоконференции каждый компьютер оснащается видеокамерой и звуковым адаптером. Специальные программные средства обеспечивают передачу изображения и звука между рабочими станциями.

Компьютерные видеоконференции облегчают проведение совещаний, однако пока это удовольствие стоит недешево.

1.2. Как подключить компьютер к сети

Теперь вы знаете, что дает объединение компьютеров в сеть. Но есть еще два немаловажных вопроса: как выполнить такое объединение и сколько это будет стоить?

Так как первая часть книги рассчитана на пользователей, мы не будем сейчас вдаваться в технические детали, а только опишем основные принципы. Более глубокая информация, приведенная во второй части, предназначена для технического персонала и сетевого администратора.

Способы объединения зависят от того, какая создается сеть - локальная или глобальная.

Локальная сеть

Подключение компьютера (рабочей станции или сервера) к локальной сети выполняется при помощи специального сетевого адаптера. Сетевой адаптер обычно приобретается отдельно, хотя некоторые компьютеры имеют встроенные сетевые адаптеры.

Существует бесчисленное количество моделей сетевых адаптеров, выпускаемых десятками фирм. Во второй части нашей книги мы приведем конкретные рекомендации по выбору сетевого адаптера. Сейчас мы только отметим, что все сетевые адаптеры можно разбить на две группы по топологии, для которой они предназначены.

Простейшая локальная сеть может иметь шинную (рис. 1.5) или звездообразную (рис. 1.6) топологию.

Рис. 1.5. Шинная топология

Шинная топология предполагает использование одного кабеля длиной до нескольких сотен метров, в разрыв которого включаются сетевые адаптеры рабочих станций. Очевидный недостаток такого решения заключается в том, что при обрыве кабеля вся сеть выходит из строя.

Рис. 1.5. Звездообразная топология

Звездообразная топология предполагает подключение каждого компьютера своим кабелем к разветвителю, выполненному в виде отдельного устройства и снабженного собственным блоком питания.

Если один из кабелей будет оборван, это не скажется на работе всей сети. В любом случае вред от повреждения будет меньше, чем в случае шинной топологии.

Возможны и более сложные варианты топологии сети. Например, сеть может состоять из нескольких сегментов с шинной топологией и нескольких звездообразных ответвлений.

Локальные сети можно разделить на две группы по типу используемого сетевого программного обеспечения.

Первая группа - сети с выделенными файл-серверами.

В таких сетях на одном или нескольких компьютерах запущена специальная сетевая операционная система, такая как Novell NetWare или IBM Lan Manager. Одна из основных задач сетевой операционной системы заключается в предоставлении в распоряжение пользователей сетевых ресурсов, главным образом, дисковых устройств сервера и сетевых принтеров.

В данной группе сетей пользователи взаимодействуют с файл-сервером, но не между собой. Они, например, могут записать файл на диск файл-сервера, считать файл, записанный другим пользователем, или распечатать что-нибудь на сетевом принтере. И хотя существует теоретическая возможность передачи данных непосредственно между рабочими станциями (минуя файл-сервер), на практике в таком режиме работать нельзя.

Вторая группа - это одноранговые сети.

В одноранговых сетях нет компьютеров, специально выделенных для работы в качестве файл-сервера или сервера печати. Пользователь любой рабочей станции легко может превратить свой компьютер в сервер, обеспечив доступ к его ресурсам для других пользователей. Примером может послужить сеть Microsoft Windows for Workgroups, которой мы уделим в нашей книге много внимания.

Одноранговые сети удобны в тех случаях, когда пользователи в процессе работы интенсивно обмениваются данными. Однако под обменом данными не следует понимать только обмен файлами.

Пользователь может записать любой объект в локальный буфер обмена Clipboard, а затем сделать этот объект доступным всем пользователям сети. Это очень удобно, так как теперь не нужно сохранять объект в файле, передавать файл по сети и импортировать его в те документы, где нужно вставить данное изображение.

Таким образом, одноранговая локальная сеть позволяет организовать совместную работу пользователей над одним проектом, обеспечив возможность прямой передачи данных в любом из форматов Clipboard.

Все это поначалу может показаться трудным для понимания. К счастью, у пользователя нет никакой необходимости знать топологические подробности сети, так как сетевое программное обеспечение выполняет передачу данных по сети в любом направлении и автоматически учитывает детали физической реализации системы.

Пользователю достаточно знать, подключен ли его компьютер к сети, какие сетевые ресурсы ему доступны (файловые и почтовые серверы, серверы СУБД, сетевые принтеры и т. д.) и как ими воспользоваться. Об этом следует спросить у администратора сети или у сотрудника, отвечающего за работоспособность системы. В каждой фирме есть хотя бы один такой человек, так что вам обязательно помогут. Мы же, в свою очередь, подскажем, какие вопросы следует задавать сетевому администратору, а какие - нет.

Что же касается стоимости сетевого адаптера, то она невелика. В зависимости от фирмы-изготовителя, модели и производительности стоимость может меняться в пределах от 20 до 200 долларов. Как правило, для рабочих станций выбираются недорогие сетевые адаптеры со средним быстродействием, а для файл-серверов и серверов СУБД - высокоскоростные, и, соответственно, более дорогие модели. В любом случае, затраты на сетевую аппаратуру не слишком обременительны. Особенно, если учесть возможности, которые будут вам доступны после создания сети.

Глобальная сеть

Приходилось ли вам отправляться на другой конец города только для того, чтобы переписать файл размером в несколько десятков килобайт? Если вы постоянно выполняете такую процедуру, пора подумать о приобретении модема и подключении к одной из глобальных сетей компьютеров.

Модемы бывают внутренние и внешние.

Первые выглядят как обычный адаптер и вставляются в корпус компьютера. Многие модели блокнотных компьютеров имеют встроенные модемы, способные дополнительно принимать и передавать факсы.

Современные внешние модемы также могут работать с факсами. Они собраны в отдельном малогабаритном корпусе со встроенным блоком питания и подключаются к порту асинхронного последовательного адаптера при помощи специального кабеля.

Стоимость модема составляет от полутора сотен долларов до нескольких тысяч долларов, однако в большинстве случаев вас устроят недорогие модели, обеспечивающие скорость передачи данных порядка 28800 бит в секунду и использующие современные протоколы передачи данных. Такие модемы стоят от 250 до 500 долларов.

Итак, для того чтобы физически подключить компьютер к глобальной сети, достаточно купить модем и соединить его с обычной телефонной линией. Но куда и как звонить?

В мире существует много глобальных сетей, среди которых наиболее известны Internet, Compuserve, Sprint, Relcom, FIDONET и многие другие. Некоторые из этих сетей охватывают только отдельные страны или регионы, некоторые распространены по всему миру. Однако практически все сети соединены друг с другом, поэтому, например, зная наш адрес в сети GLASNET, вы можете послать нам письмо из любой другой сети.

Если рассматривать топологию глобальной сети, то можно считать, что она имеет форму сложного графа, в узлах которого находятся компьютеры.

В глобальной сети есть компьютеры, специально выделенные для работы в качестве почтовых серверов. Такие компьютеры подключены сразу к нескольким телефонным линиям (или аналогичным каналам), для чего используются несколько модемов.

Конечные пользователи подключают свои компьютеры к глобальной сети, как мы уже говорили, тоже с помощью модемов (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Глобальная сеть компьютеров

Теперь о том, куда звонить.

Вначале нужно выбрать глобальную сеть, к которой вы желаете подключиться, и позвонить при помощи обычного телефонного аппарата в представительство фирмы, занимающейся обслуживанием соответствующей сети (телефоны известны из рекламы; так как они постоянно изменяются, мы не будем их приводить).

Для выбора сети можно использовать различные критерии.

Следует знать, что глобальные сети бывают платными и бесплатными. Первые обеспечивают высокий уровень сервиса и гарантируют быструю доставку корреспонденции, достоинства вторых ограничиваются, как правило, отсутствием необходимости платить деньги.

Вы должны выбрать для себя наиболее приемлемый вариант. Не следует думать, что подключение ко всем платным сетям стоит очень дорого. В России, например, почти все коммерческие фирмы подключены к сети Relcom, хотя есть и другие платные сети, обеспечивающие такой же уровень сервиса за меньшую плату.

Если же вы не можете позволить себе платную электронную почту, попробуйте подключиться к бесплатной сети FIDONET. Для этого нужно позвонить при помощи модема на любую электронную доску объявлений (BBS) и связаться с системным оператором. Соответствующие правила можно загрузить в виде текстовых файлов из этой же BBS.

Системный оператор BBS может подключить вас к своему узлу глобальной сети FIDONET или порекомендовать другой узел.

Что же касается конкретных телефонов, то мы можем порекомендовать вам снова обратиться к рекламе. Некоторые наиболее известные фирмы, торгующие аппаратным и программным обеспечением, имеют собственные доски объявлений, которые используются для сопровождения или в рекламных целях. В рекламных материалах таких фирм указан телефон электронной доски объявлений. По этому телефону нужно звонить с помощью модема и специальной терминальной программы.

Интеграция локальных и глобальных сетей

Существует программное обеспечение, способное интегрировать локальные и глобальные сети. В этом случае один из компьютеров локальной сети подключается через телефонный маршрутизатор (содержащий несколько модемов) к глобальной сети.

Все пользователи такой сети могут работать с глобальной сетью, обращаясь к модемам, установленным на телефонном маршрутизаторе. Таким образом, нет необходимости подключать каждую рабочую станцию через модем к отдельной телефонной линии.

1.3. Ограничение доступа к ресурсам сети

Теперь вы знаете, что локальная сеть предоставляет в коллективное пользование различные ресурсы, такие как сетевые принтеры, дисковую память, подключенную к файл-серверам, почтовые серверы и так далее.

Когда в сети всего несколько пользователей, часто все они имеют равные возможности для работы с сетевыми ресурсами. Например, любой пользователь может выполнять печать на сетевом принтере, отправлять факс или записывать данные на диски файл-сервера.

Однако в крупных фирмах в сети могут работать несколько групп пользователей, имеющих различный "круг интересов". В этом случае администрация может захотеть ограничить доступ тех или иных пользователей (или групп пользователей) к некоторым ресурсам. Более того, на дисках файл-сервера или сервера СУБД может находиться конфиденциальная информация, которая должна быть доступна далеко не для всех.

Сетевые операционные системы имеют собственные средства разграничения доступа, более или менее мощные.

Одноранговые операционные системы, типа Microsoft Windows for Workgroups, содержат только простейшие средства. Пользователь может разрешить или запретить обращение других пользователей к своему локальному диску или принтеру, предоставлять доступ на чтение и на запись по предъявлению пароля (для разрешения доступа на чтение и запись можно использовать разные пароли).

В большинстве случаев при небольшом количестве пользователей такие простейшие средства разграничения доступа достаточны. Если же к защите данных предъявляются повышенные требования, для файл-сервера следует использовать более сложную сетевую операционную систему, такую как Novell NetWare версии 3.12.

В последнем случае администратор сети может организовать разграничение доступа к дискам файл-сервера на уровне каталогов и файлов. Расскажем об этом подробнее.

Все пользователи объединяются администратором в группы, причем любой пользователь может входить в несколько групп (а может не входить ни в одну из них).

Для каждой группы администратор сети устанавливает права доступа к каталогам и файлам. Группе можно присвоить отдельно права на чтение, на просмотр содержимого каталогов, на запись, на удаление, права на изменение прав для других групп и пользователей.

Если группа пользователей имеет какие-либо права на доступ к файлам и каталогам, все пользователи, входящие в эту группу, также имеют эти права. Однако администратор сети может назначить некоторым пользователям индивидуальные права, большие или меньшие по сравнению с правами группы, в которую этот пользователь входит.

Примечательно, что если пользователь Novell NetWare не имеет прав на просмотр содержимого каталога, то он ни при каких условиях не увидит, какие каталоги и файлы находятся в "запретных" для него каталогах. Здесь выполняется принцип: то что ты не знаешь, тебе не помешает. Поэтому если пользователь не имеет никаких прав в каталоге, он просто не будет знать, что такой каталог существует на дисках файл-сервера (удобный способ прятать каталог GAMES от руководства, не правда ли?).

Аналогично можно организовать доступ к сетевому принтеру.

Что же касается разграничения доступа к информации, хранящейся в СУБД, то здесь лучше всего использовать специально предназначенные для этого средства, входящие в состав СУБД.

Заметим, что обычно пользователи "не видят" диски сервера СУБД так, как они видят диски файл-сервера. И, следовательно, они не могут скопировать файлы данных на свои локальные диски с тайной мыслью прочитать запретную для них информацию. Доступ к данным выполняется при помощи специальных запросов к серверу СУБД, а уж сервер СУБД сам решает, какие данные можно посылать конкретному пользователю, а какие - нет.

В этом кратком обзоре средств защиты мы только коснулись основных моментов, более подробное знакомство еще впереди.

1. Компьютерная сеть - это:

1) группа компьютеров, размещенных в одном помещении;

2) объединение нескольких ЭВМ для совместного решения задач;

3) комплекс терминалов, подключенных каналами связи к большой ЭВМ;

4) мультимедийный компьютер с принтером, модемом и факсом.

2. Сетевые технологии - это:

1) основная характеристика компьютерных сетей;

2) формы хранения информации;

3) технологии обработки информации в компьютерных сетях;

4) способ соединения компьютеров в сети.

3. Информационные системы - это:

1) компьютерные сети;

2) хранилище информации;

3) системы, управляющие работой компьютера;

4) системы хранения, обработки и передачи информации в специально орга­низованной форме.

4. Локальная сеть - это:

1) группа компьютеров в одном здании;

2) комплекс объединенных компьютеров для совместного решения задач;

3) слаботочные коммуникации;

4) система 1п1егпе1:.

5. Что не характерно для локальной сети:

1) большая скорость передачи информации;

2) возможность обмена информацией на большие расстояния;

3) наличие связующего для всех абонентов высокоскоростного канала для передачи информации в цифровом виде;

4) наличие канала для передачи информации в графическом виде?

6. Какие линии связи используются для построения локальных сетей:

1) только витая пара;

2) только оптоволокно;

3) только толстый и тонкий коаксильный кабель;

4) витая пара, коаксильный кабель, оптоволокно и беспроводные линии связи?

7. Сетевой адаптер выполняет следующую функцию:

1) реализует ту или иную стратегию доступа от одного компьютера к другому;

2) кодирует информацию;

3) распределяет информацию;

4) переводит информацию из числового вида в текстовый, и наоборот.

8. Типы сетевых адаптеров:

1) Агспе!, 1п1егпе1; 2) 8оип(1В1а81ег, Токеп Шп§; 3) Е1Ьегпе1, винчестер; 4) Агспе!, Токеп Шп§, ЕШегпе!.

9. Сервер - это:

1) один или несколько мощных компьютеров для обслуживания сети;

2) высокопроизводительный компьютер;

3) хранитель программы начальной загрузки;

4) мультимедийный компьютер с модемом.

10. Основная функция сервера:

1) выполняет специфические действия по запросам клиента;

2) кодирует информацию, предоставляемую клиентом;

3) хранит информацию;

4) пересылает информацию от клиента к клиенту.

11. Для передачи данных в сети используются основные схемы:

1) конкурентная и логическая;

2) конкурентная и с лексическим доступом;

3) конкурентная с маркерным доступом;

4) с маркерным доступом и с лексическим доступом?

12. Какую схему сеть Е1Мегпе* использует для передачи данных по сети: 1) с маркерным доступом; 2) конкурентную схему;

3) логическую схему; 4) с лексическим доступом.

13. Сеть Токеп Рйпд использует следующую схему: 1) логическую; 2) конкурентную;

3) с маркерным доступом; 4) с лексическим доступом?

14. По какой схеме ведется передача данных в сети Агспе!: 1) по логической; 2) с лексическим доступом;

3) с маркерным доступом; 4) по конкурентной?

15. Какие бывают конфигурации (топологии) ЛС:

1) древовидная, односвязная, полносвязная, параллельная;

2) шинная, односвязная, звездообразная, полносвязная;

3) кольцевая, шинная, звездообразная, полносвязная и древовидная;

4) древовидная, многосвязная, малокольцевая, последовательная?

16. Какие методы доступа от компьютера к компьютеру используются в ЛС:

1) маркерный метод, прямой доступ;

2) метод резервации времени, кодировочный метод;

3) прямой доступ, кодировочный метод;

4) маркерный метод, метод резервации времени?

17. Компоненты, участвующие в передачи данных по сети:

1) компьютер-источник, передатчик, кабельная сеть, приемник;

2) компьютер-источник, кабельная сеть, приемник и компьютер-адресат;

3) файл-сервер, блок проколов, кабельная сеть, компьютер-адресат;

4) компьютер-источник, блок протокола, передатчик, кабельная сеть, при­емник и компьютер-адресат.

18. Протокол - это:

1) пакет данных;

2) правила организации передачи данных в сети;

3) правила хранения данных в сети;

4) структуризация данных в сети. 19. Специфические функции ЛС учебного назначения:

1) поддержка файловой системы, защита данных и разграничение доступа;

2) система контроля и ведения урока;

3) определение рабочей системы, декодирование данных, система контроля;

4) разграничение данных, защита данных, система доступа, определение ра­бочей системы, разграничение доступа, система контроля и ведения урока.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть / Local Аrеа Network, LAN) - компьютерная сеть, обеспечивающая передачу данных на небольшие расстояния со скоростью, как правило, не менее 1 Мбит/с. Характерными особенностями ЛВС являются:

1. Территориальный охват - от нескольких десятков метров до нескольких километров.

2. Соединяет обычно персональные компьютеры и другое электронное офисное оборудование, позволяя пользователям обмениваться информацией и совместно эффективно использовать общие ресурсы, например, принтеры, модемы и устройства для хранения данных.

3. Интерфейс - последовательный.

4. Отсутствует АПД, так как сигналы передаются в "естественной" цифровой форме.

5. В качестве устройства сопряжения ЭВМ со средой передачи используется достаточно простое устройство - сетевой адаптер.

6. Простые типовые топологии: "общая шина", "кольцо", "звезда".

7. Отсутствует маршрутизация (3-й уровень модели OSI).

8. Высокая скорость передачи данных, как правило, более 1 Мбит/с.

9. Сравнительно небольшие затраты на построение сети.

Перечисленные особенности обусловливают основные достоинства

ЛВС, заключающиеся в простоте сетевого оборудования и организации кабельной системы и, как следствие, в простоте эксплуатации сети.

В общем случае ЛВС включает в себя:

Множество ЭВМ, обычно персональных компьютеров (ПК), называемых рабочими станциями;

Сетевые адаптеры, представляющие собой электронную плату для сопряжения ПК со средствами коммуникации;

Среду передачи (магистраль), представляющую собой совокупность средств коммуникаций (коммуникационная сеть, сеть связи), объединяющая все ПК в единую вычислительную сеть кабельной системой или радиосвязью.

Сетевые адаптеры (СА) (платы, карты) предназначены для сопряжения ПК со средствами коммуникации с учетом принятых в данной сети правилами обмена информацией.

Перечень функций, возлагаемых на СА, зависит от конкретной сети и, в общем случае, может быть разбит на две группы:

1) магистральные (канальные) функции, обеспечивающие сопряжение адаптера с ПК и сетевой магистралью;

2) сетевые функции, обеспечивающие передачу данных в сети и реализующие принятый в сети протокол обмена.

К магистральным функциям СА относятся:

1) электрическое буферирование сигналов магистрали;

2) распознавание (дешифрация) собственного адреса на магистрали;

3) обработка стробов обмена на магистрали и выработка внутренних управляющих сигналов.

К сетевым функциям СА относятся:

1) гальваническая развязка ПК и средств коммуникации (отсутствует в случае оптоволоконной и беспроводной связи);

2) преобразование уровней сигналов при передаче и приёме данных;

3) кодирование сигналов при передаче и декодирование при приёме (отсутствует при использовании кода NRZ);

4) распознавание своего кадра при приёме;

5) преобразование кода: параллельного в последовательный при передаче и последовательного в параллельный при приёме;

6) буферирование передаваемых и принимаемых данных в буферной памяти СА;

7) проведение арбитража обмена по сети (контроль состояния сети, разрешение конфликтов и т.д.);

8) подсчет контрольной суммы кадра при передаче и приёме.

Первые четыре функции всегда реализуются аппаратно, остальные могут быть реализованы программно, что естественно снижает скорость обмена.

В ЛВС наиболее широкое распространение получили следующие топологии.

1. "Шина" (bus) - представляет собой кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены все компьютеры сети (рис. 72).

Кадр, передаваемый от любого компьютера, распространяется по шине в обе стороны и поступает в буферы сетевых адаптеров всех компьютеров сети. Но только тот компьютер, которому адресуется данный кадр, сохраняет его в буфере для дальнейшей обработки. Следует иметь в виду, что в каждый момент времени передачу может вести только один компьютер.

На производительность сети (скорость передачи данных) влияют следующие факторы:

Количество компьютеров в сети и их технические параметры;

Интенсивность (частота) передачи данных;

Типы работающих сетевых приложений;

Тип сетевого кабеля;

Расстояние между компьютерами в сети.

Для предотвращения отражения электрических сигналов на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы, поглощающие отраженные сигналы.

При нарушении целостности сети (обрыв или отсоединения кабеля), а также при отсутствии терминаторов, сеть "падает" и прекращает функционировать.

2. "Звезда" (star), в которой все компьютеры подключаются к центральному компоненту - концентратору (рис.73).

Передаваемый кадр может быть доступен всем компьютерам сети, как в топологии «шина», или же, в случае интеллектуального концентратора, работающего на 2-м уровне ОSI-модели, направляться конкретному компьютеру в соответствии с адресом назначения.

Основными недостатками такой топологии являются:

Значительный расход кабеля для территориально больших сетей;

Низкая надежность (узкое место - концентратор).

3. "Кольцо" (ring). Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер (рис.74). В отличие от пассивной топологии "шина", каждый компьютер выступает в роли повторителя, записывая кадр в буфер сетевого адаптера и затем передавая их следующему компьютеру.

Рис. 73

В зависимости от способа передачи сигналов различают:

Рис. 74

1) пассивные топологии, в которых компьютеры только "слушают" передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю, поэтому выход из строя одного из компьютеров не сказывается на работе остальных;

2) активные топологии, в которых компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.

3.2 Архитектуры ЛВС

Различают следующие архитектуры ЛВС:

Одноранговые сети;

Сети типа "клиент-сервер";

Комбинированные сети, в которых могут функционировать оба типа операционных систем (одноранговая и серверная).

Одноранговые сети (peer-to-peer) сети с равноправными компьютерами, которые могут использовать ресурсы друг друга.

Некоторые одноранговые сети позволяют использовать компьютеры как в качестве рабочей станции в составе сети, так и в качестве выделенного и невыделенного сервера.

Архитектура одноранговой сети оправдана, если:

Количество пользователей не превышает 10;

Пользователи расположены компактно;

Вопросы защиты данных не критичны;

Имеется необходимость повысить производительность и эффективность офисной деятельности путем совместного использования файлов и периферийного оборудования.

Достоинства:

Умеренная стоимость;

Простота построения и эксплуатации (нет необходимости в сетевом администрировании).

Недостатки:

Небольшой размер сети, объединяющей обычно не более 10 пользователей (компьютеров), образующих рабочую группу;

Трудно обеспечить должную защиту информации при большом размере сети.

Примерами одноранговых сетевых операционных систем являются LANtastic (фирмы Artisoft), NetWare Lite (Novell). Поддержка одноранговых сетей встроена также в операционные системы Windows (Windows NT Workstation, Windows 95 и др.) фирмы Мiсrоsоft.

Сети типа "клиент-сервер" содержат:

Серверы - мощные компьютеры, владеющие разделяемыми между пользователями сети ресурсами и управляющие доступом к ним клиентов;

Клиенты менее мощные компьютеры сети, владеющие неразделяемыми ресурсами и имеющие доступ к ресурсам серверов.

Архитектура сети типа "клиент-сервер" оправдана, если:

В сети планируется работа с единым сетевым ресурсом, например, одновременная работа нескольких пользователей с общей базой данных, расположенной на сервере;

Целесообразно сосредоточить все разделяемые сетевые ресурсы (например, сетевой принтер) в одном месте и не требуется общение рабочих станций между собой.

Достоинства:

Высокая производительность за счет разделения ресурсов сети;

Возможность организации эффективной защиты данных;

Эффективная организация резервного копирования данных;

Способность поддерживать работу в сети сотен и тысяч пользователей;

Хорошие возможности для расширения.

Недостатки:

Требуют постоянного квалифицированного - обслуживания администрирования.

Сервер ЛВС - выделенный компьютер, который предоставляет другим компьютерам сети доступ к общим сетевым ресурсам. Программа, реагирующая на соответствующие запросы и выполняющая их, называется службой или сервисом.

Серверы делятся на:

Файл-серверы;

Прикладные серверы.

Файл-сервер предоставляет доступ к общему дисковому пространству, в котором хранятся общедоступные файлы, и, в основном, определяет возможности ЛВС.

Прикладные серверы представляют собой средства расширения возможностей ЛВС и включают в себя: сервер баз данных, сервер печати, сервер резервирования, факс-сервер и т.д.

3.3 Многосегментная организация ЛВС

Основной недостаток ЛВС - наличие ограничения на общую протяженность кабельной сети, составляющую несколько сотен метров.

Так для стандарта Ethemet длина сегмента (расстояние от одной крайней станции до другой) составляет не более 500 метров - для электрического кабеля.

Максимальное расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга (крайними) станциями называется диаметром сети.

Простейший путь увеличения диаметра сети и количества компьютеров - многосегментная организация ЛВС с использованием:

Нескольких сетевых адаптеров в файл-сервере;

Повторителей;

Концентраторов.

Одно из первых и наиболее простых решений, направленных на увеличение размера локальной сети, - использование нескольких сетевых адаптеров (рис.75), что позволяло увеличить диаметр сети почти вдвое по сравнению с односегментной ЛВС.

Рис. 75

Например, в сети Ethemet могло быть до 5 сегментов, каждый из которых имел отдельную кабельную систему.

Достоинство:

Простота реализации и невысокая стоимость.

Недостатки:

Необходимость использования по дополнительному сетевому адаптеру (СА) на каждый сегмент;

Большая нагрузка на сервер и, как следствие, невозможность построения больших (с большим числом рабочих станций) сетей.

Повторитель (repeater) простейшее сетевое устройство для построения многосегментных ЛВС, усиливающий сигнал, полученный с одного сегмента, и передающий его в другой сегмент (рис.76).

Рис. 76

Повторитель принимает сигналы из одного сегмента кабеля и побитно синхронно повторяет их в другом сегменте, улучшая форму и мощность импульсов, а также синхронизируя импульсы.

Повторитель объединяет абсолютно идентичные сети и работает на самом нижнем - физическом уровне ОSI-модели.

Достоинства:

Простота организации много сегментных ЛВС;

Дешевизна.

Недостатки:

Значительное повышение загрузки в обоих сегментах, т.к. даже "местные" сообщения одного сегмента передаются в другую сеть;

Снижение производительности (скорости передачи данных) СПД.

Концентратор (hub / хаб) - сетевое устройство, используемое в сетях на витой паре, в котором концентрируются идущие от рабочих станций отрезки кабеля (рис.77,а).

Рис. 77

Через концентратор компьютер подсоединяется к единой среде обмена данными между станциями ЛВС - серверу или магистральному каналу. Простейший концентратор представляет собой многопортовый повторитель и используется в качестве центрального узла ЛВС с топологией «Звезда». Концентратор может иметь от 8 до 32 портов для подключения компьютеров. Дальнейшее увеличение количества портов достигается путем объединения концентраторов в единый стек концентраторов, как это показано на рис.77,б.

Кроме портов для подсоединения рабочих станций с помощью витой пары концентраторы могут иметь разъем для подсоединения к высокоскоростному магистральному каналу на коаксиальном кабеле или волоконно-оптическом кабеле.

3.4 Методы управления доступом в ЛВС

На эффективность функционирования ЛВС существенное влияние оказывает метод управления доступом (Access Control Method), определяющий порядок предоставления сетевым узлам доступа к среде передачи данных с целью обеспечения каждому пользователю приемлемого уровня обслуживания. Методы доступа к среде передачи реализуются на канальном уровне ОSI-модели.

Классификация методов доступа представлена на рис. 78.

Рис. 78

Множественный доступ - метод доступа множества сетевых узлов к общей среде передачи (например, общей шине), основанный на соперничестве станций за доступ к среде передачи. Каждая станция может пытаться передавать данные в любой момент времени.

К методам множественного доступа относятся:

Случайный доступ;

Тактированный доступ;

Доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов;

Доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов.

Наиболее простым и естественным методом доступа к общей среде передачи является случайный доступ, означающий, что каждая станция сети начинает передачу кадра в момент его появления (формирования), не зависимо от того, занята общая среда передачи или свободна. Если две и более станций осуществляют передачу в одно и то же время, то их кадры взаимно искажаются, и возникает коллизия. На рис.79,а) показан случай, когда две рабочие станции РС1 и РС2 начинают передачу кадров «Кадр 1 » и «Кадр2» в случайные моменты времени t1 и t2 соответственно. В момент t2 возникает коллизия (рис.79,б), искажающая оба кадра. Коэффициент использования канала связи при случайном методе доступа составляет примерно 16%.

Уменьшение коллизий и увеличение коэффициента использования канала связи может быть достигнуто за счёт использования тактированного доступа, который заключается в следующем. Весь временной интервал разбивается на такты длиной Т, где значение Т должно быть больше времени передачи кадра максимальной длины. Каждая рабочая станция может начать передачу кадра только в начале очередного такта. В этом случае «Кадр2» будет передан в другом такте по отношению к «Кадру1» (рис.79,в), и коллизия не возникнет. Однако следует отметить, что остаётся достаточно высокой вероятность возникновения коллизий в тех случаях, когда моменты формирования кадров в разных станциях оказываются в пределах одного такта. В связи с этим, коэффициент использования канала связи, хотя и увеличивается, но незначительно, и составляет примерно 32%.

Рис. 79

Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - CSМA/CD) - метод доступа к среде передачи, при котором станция, имеющая данные для передачи, прослушивает канал, чтобы определить, не передаёт ли данные в это время другая станция. Отсутствие сигнала несущей означает, что канал свободен и станция может начать передачу. Однако не исключено, что в течение времени распространения сигнала по среде передачи другие станции почти одновременно также начнут передачу своих данных.

Во время передачи станция продолжает прослушивать канал, чтобы удостовериться в отсутствии коллизии. Если коллизия не зафиксирована, данные считаются успешно переданными.

При обнаружении коллизии станция повторяет передачу через некоторое случайное время. Повторные передачи повторяются до тех пор, пока данные не будут успешно переданы.

Множественный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - CSМA/CA) - метод доступа к среде передачи, при котором передача данных предваряется посылкой сигнала блокировки (jam) с целью захвата передающей среды в монопольное пользование. Этот метод доступа рекомендован для беспроводных ЛВС.

Маркерный доступ предполагает наличие в сети кадра специального формата, называемого маркером, который непрерывно циркулирует в сети и управляет процессом доступа рабочих станций к среде передачи данных. В каждый момент времени данные может передавать только та станция, которая владеет маркером. Рабочая станция, владеющая маркером, присоединяет свой кадр данных к маркеру и отправляет адресату. При этом возможны различные варианты освобождения и передачи маркера другой станции:

1) освобождение маркера адресатом: адресат отсоединяет маркер от данных и может использовать его для отправки своего кадра, если таковой есть, или передать маркер другой станции;

2) освобождение маркера отправителем: маркер с присоединенным кадром данных делает полный оборот и отсоединяется отправителем (в версии Token Ring для скорости 4 Мбит/с), если оно вернулось без ошибок; в противном случае, этот же кадр с маркером направляется повторно в среду передачи данных;

3) метод раннего освобождения маркера ETR (Еагlу Token Release ), когда рабочая станция освобождает маркер сразу после передачи своих данных и передаёт его другой станции, не ожидая возвращения отправленного кадра данных (в версии Token Ring для скорости 16 Мбит/с и в сети FDDI).

Маркерный доступ используется в сетях:

С шинной топологией в ЛВС ARCnet (Token B us - маркерная ши на);

С кольцевой топологией в ЛВС Token Ring и FDDI (Token Ring - маркерное кольцо).

3.5 ЛВС Ethernet

Ethernet - технология ЛВС, разработанная совместно фирмами DEC, Intel и Хеroх (DIX) в 1980 году в виде стандарта Ethernet II для сети с пропускной способностью 10 Мбит/с, построенной на основе коаксиального кабеля.

В зависимости от физической среды передачи данных предусматриваются различные варианты реализации ЛВС на физическом уровне:

L0Ваsе-5 - толстый коаксиальный кабель;

L0Ваsе-2 - тонкий коаксиальный кабель;

L0Ваsе-Т - витая пара;

L0Ваsе-F - оптоволокно.

Другие варианты ЛВС Ethernet и годы появления соответствующих стандартов представлены в табл.3.1.

В стандарте IEEE 802.3 определен метод доступа, используемый в сетях Ethernet (в том числе Fast Ethernet и Gigabit Ethernet ) — CSМA/CD - множественный доступ с контролем несущей и проверкой столкновений.

Для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet , обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерское кодирование.

10Ваsе-5 - стандарт физического уровня, описывающий работу сети Ethernet на толстом коаксиальном кабеле (thick Ethernet ), используемом в качестве основной магистрали.

На рис.80 показан сегмент ЛВС Ethernet на толстом коаксиальном кабеле.

Рабочие станции подключаются к магистральному кабелю с помощью трансиверного кабеля, состоящего из 4-х витых пар длиной до 50 м, и приемопередатчика (трансивера), расположенного непосредственно на коаксиальном кабеле. Трансивер представляет собой электрическое устройство, осуществляющее физическую передачу и приём данных. Расстояние между соседними трансиверами должно быть кратно 2,5 м для исключения влияния стоячих волн в кабеле на качество передачи сигнала. На концах магистрального кабеля располагаются терминаторы, поглощающие распространяющийся в кабеле информационный сигнал и препятствующие возникновению отражённого сигнала, искажающего полезный сигнал.

Рис. 80

Несмотря на громоздкость и трудности при разводке, такая кабельная система позволяет строить достаточно протяженные сети.

Основные ограничения для одного сегмента ЛВС Ethernet в соответствии со спецификацией 10Base-5 следующие :

Максимальная длина сегмента (расстояние между крайними узлами) - 500 м;

Минимальное расстояние между трансиверами - 2,5 м;

Максимальное число узлов (трансиверов) на сегменте - 100;

Максимальная длина трансиверного кабеля - 50 м.

Стандарт 10Base-5 допускает построение многосегментных сетей с использованием повторителей. Максимальное количество сегментов в сети, допускаемое стандартом, равно 5. Это ограничение обусловлено тем, что повторители только усиливают сигналы, не восстанавливая их форму, что при большом количестве сегментов в сети может привести к появлению значительного процента ошибок.

10Base-2 - стандарт физического уровня, описывающий работу сети Ethernet на тонком коаксиальном кабеле (thin Ethernet - тонкий Ethernet).

Станции подключаются непосредственно к основной магистрали через Т-образные ВNС-разъемы (рис.81).

Рис. 81

Тонкий коаксиальный кабель проходит через сетевые адаптеры всех станций. В остальном, принципы и правила построения одно- и многосегментных ЛВС на тонком и толстом коаксиальном кабеле аналогичны. Отличие - только в ограничениях на размер сети и количество станций.

Основные ограничения для ЛВС Ethernet в соответствии со спецификацией 10Base-2 следующие:

Максимальная длина сегмента (расстояние между крайними узлами) - 185 м;

Максимальное число узлов на сегменте - 30;

Минимальное расстояние между узлами - 1 м;

Много сегментная сеть строится по правилу «5-4-3»: максимально 5 сегментов, 4 повторителя, причём нагруженными являются 3 сегмента;

В каждом из трёх (средний и два крайних) сегментов можно подключать к кабелю до 30 узлов;

Два других сегмента используются только для увеличения общей протяженности сети, к ним нельзя подсоединять станции;

Повторитель рассматривается как специальный узел, подключенный к сети, поэтому в сети с двумя повторителями допускается иметь только 28 станций.

Спецификация 10Base-Т описывает сеть Ethernet с топологией типа "звезда" и кабельной системой на основе неэкранированной витой пары. Согласно спецификации 10Base-Т сегментом сети является кабель, соединяющий рабочую станцию и концентратор. Это означает, что к каждому сегменту может быть подключено лишь два устройства: станция и концентратор (рис. 82), а количество сегментов равно количеству подключённых к концентратору станций.

Для простоты рассуждений под сегментом сети Ethernet 10 Base-Т будем понимать концентратор со всеми подключёнными к нему станциями. Много сегментная сеть будет представлять собой объединение нескольких концентраторов с подключёнными к ним станциями (рис.82 ).

Рис. 82

П ри построении многосегментной сети Ethernet 10 Base-Т используется правило «4-х хабов», которое гласит, что между любыми двумя станциями в сети должно быть не более 4-х концентраторов (хабов).

Основные ограничения для ЛВС Ethernet в соответствии со спецификацией 10Base-Т имеют вид:

Максимальная длина кабеля (между концентратором и рабочей станцией или между двумя концентраторами) - 100 м;

Число концентраторов между любыми станциями - не более 4;

Максимальный диаметр сети - 500 м;

Максимальное количество станций в сети — 1024 (может быть достигнуто только за счёт применения 32-х портовых концентраторов (рис. 8 3).

Благодаря меньшей стоимости кабельной системы и возможности построения сетей с максимально допустимым количеством станций, сети 10Base-Т получили доминирующее положение на рынке и практически полностью вытеснили сети, построенные на коаксиальном кабеле.

10Base-F совокупность стандартов физического уровня, описывающих работу сети Ethernet на волоконно-оптическом кабеле с пропускной способностью 10 Мбит/с. В качестве среды передачи данных в оптоволоконной сети Ethernet используется многомодовый волоконнооптический кабель (ВОК).

Рис. 83

Структурная организация сети аналогична стандарту 10 Base-Т: сетевые адаптеры рабочих станций соединяются с многопортовым повторителем (концентратором) с помощью ВОК и образуют физическую топологию «Звезда».

10 Base-F включают в себя следующие стандарты.

1. Стандарт FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link): длина оптоволоконного кабеля между узлами или повторителями - до 1 км; максимальное число повторителей — 4; максимальный диаметр сети - 2500 м.

2. Стандарт 10Base-FL (Fiber Link)- улучшенный вариант стандарта FOIRL, заключающийся в увеличении мощности передатчиков, за счёт чего максимальное расстояние между узлом и повторителем может достигать 2000 м, при этом: максимальное число повторителей — 4; максимальный диаметр сети - 2500 м.

3 . Стандарт 10Base-FB (Fiber Backbone) предназначен только для объединения повторителей в магистраль, при этом: между узлами сети можно установить до 5 повторителей стандарта 10Base-FB; максимальная длина одного сегмента - 2000 м; максимальный диаметр сети - 2740 м.

В отличие от ранее рассмотренных сетей, повторители, используемые в ЛВС Ethern et 10 Base-FB, при отсутствии кадров для передачи обмениваются специальными последовательностями сигналов, что позволяет постоянно поддерживать синхронизацию в сети. Поэтому ЛВС, построенную по стандарту 10Base-FB, называют «синхронный Ethernet ». Благодаря меньшим задержкам при передаче данных из одного сегмента в другой, количество повторителей увеличено до 5 .

В качестве достоинств ЛВС Ethernet следует отметить:

Простоту установки и эксплуатации;

Невысокую стоимость реализации, обусловленную простотой и невысокой стоимостью сетевых адаптеров и концентраторов;

Возможность использования различных типов кабеля и схем прокладки кабельной системы.

К недостаткам сети Ethernet можно отнести:

Снижение реальной скорости передачи данных в сильно загруженной сети, вплоть до ее полной остановки;

Трудности поиска неисправностей: при обрыве кабеля отказывает весь сегмент ЛВС и локализовать неисправный узел или участок сети достаточно сложно.

Локальные сети 1. Компьютерная сеть - это: 1) группа компьютеров, размещенных в одном помещении; 2) объединение нескольких ЭВМ для совместного решения задач; 3) комплекс терминалов, подключенных каналами связи к большой ЭВМ; 4) мультимедийный компьютер с принтером, модемом и факсом. 2. Сетевые технологии - это: 1) основная характеристика компьютерных сетей; 2) формы хранения информации; 3) технологии обработки информации в компьютерных сетях; 4) способ соединения компьютеров в сети. 3. Информационные системы - это: 1) компьютерные сети; 2) хранилище информации; 3) системы, управляющие работой компьютера; 4) системы хранения, обработки и передачи информации в специально организованной форме. 4. Локальная сеть - это: 1) группа компьютеров в одном здании; 2) комплекс объединенных компьютеров для совместного решения задач; 3) слаботочные коммуникации; 4) система ШегпеЕ 5. Что не характерно для локальной сети: 1) большая скорость передачи информации; 2) возможность обмена информацией на большие расстояния; 3) наличие связующего для всех абонентов высокоскоростного канала для передачи информации в цифровом виде; 4) наличие канала для передачи информации в графическом виде? 6. Какие линии связи используются для построения локальных сетей: 1) только витая пара; 2) только оптоволокно; 3) только толстый и тонкий коаксильный кабель; 4) витая пара, коаксильный кабель, оптоволокно и беспроводные линии связи? 7. Сетевой адаптер выполняет следующую функцию: 1) реализует ту или иную стратегию доступа от одного компьютера к другому; 2) кодирует информацию; 3) распределяет информацию; 4) переводит информацию из числового вида в текстовый, и наоборот. 8. Типы сетевых адаптеров: 1) Arcnet, Internet; 2) SoundBlaster, Token Ring; 3) Ethernet, винчестер; 4) Arcnet, Token Ring, Ethernet. 9. Сервер - это: 1) один или несколько мощных компьютеров для обслуживания сети; 2) высокопроизводительный компьютер; 3) хранитель программы начальной загрузки; 4) мультимедийный компьютер с модемом. 10. Основная функция сервера: 1) выполняет специфические действия по запросам клиента; 2) кодирует информацию, предоставляемую клиентом; 3) хранит информацию; 4) пересылает информацию от клиента к клиенту. 11. Для передачи данных в сети используются основные схемы: 1) конкурентная и логическая; 2) конкурентная и с лексическим доступом; 3) конкурентная с маркерным доступом; 4) с маркерным доступом и с лексическим доступом? 12. Какую схему сеть Ethernet использует для передачи данных по сети: 1) с маркерным доступом; 2) конкурентную схему; 3) логическую схему; 4) с лексическим доступом. 13. Сеть Token Ring использует следующую схему: 1) логическую; 2) конкурентную; 3) с маркерным доступом; 4) с лексическим доступом? 14. По какой схеме ведется передача данных в сети Arcnet: 1) по логической; 2) с лексическим доступом; 3) с маркерным доступом; 4) по конкурентной? 15. Какие бывают конфигурации (топологии) ЛС: 1) древовидная, односвязная, полносвязная, параллельная; 2) шинная, односвязная, звездообразная, полносвязная; 3) кольцевая, шинная, звездообразная, полносвязная и древовидная; 4) древовидная, многосвязная, малокольцевая, последовательная? 16. Какие методы доступа от компьютера к компьютеру используются в ЛС: 1) маркерный метод, прямой доступ; 2) метод резервации времени, кодировочный метод; 3) прямой доступ, кодировочный метод; 4) маркерный метод, метод резервации времени? 17. Компоненты, участвующие в передачи данных по сети: 1) компьютер-источник, передатчик, кабельная сеть, приемник; 2) компьютер-источник, кабельная сеть, приемник и компьютер-адресат; 3) файл-сервер, блок проколов, кабельная сеть, компьютер-адресат; 4) компьютер-источник, блок протокола, передатчик, кабельная сеть, приемник и компьютер-адресат. 18. Протокол - это: 1) пакет данных; 2) правила организации передачи данных в сети; 3) правила хранения данных в сети; 4) структуризация данных в сети. 19. Специфические функции ЛС учебного назначения: 1) поддержка файловой системы, защита данных и разграничение доступа; 2) система контроля и ведения урока; 3) определение рабочей системы, декодирование данных, система контроля; 4) разграничение данных, защита данных, система доступа, определение рабочей системы, разграничение доступа, система контроля и ведения урока. Операционные системы локальных сетей 1. Каково назначение операционных систем ЛС: 1) обучающие функции; 2) прикладная программа для клиента; 3) обеспечивает совместное использование аппаратных ресурсов сети и использование распределенных коллективных технологий при выполнении работ; 4) специальная компонента ЛС для настройки передачи данных по заданному протоколу? 2. ОС NetWare - это: 1) сетевая ОС с централизованным управлением; 2) сетевая ОС с демократическим принципом управления; 3) иерархическая ОС для одноранговой и многоранговой систем; 4) специфическая ОС для связи с Internet. 3. Что используется при запуске ОС NetWare: 1) текстовый файл; 2) ядро -файл server.exe; 3) nlm-модуль; 4) системный том SYS? 4. Каково назначение утилиты syscon.exe: 1) хранилище индивидуальных подкаталогов пользователей сети; 2) с ее помощью администратор системы выполняет всю работу по разграничению доступа пользователей; 3) заводит для каждого пользователя сети отдельный подкаталог; 4) содержит программу подключения пользователя к сети? 5. Возможности файловой системы NetWare: 1) обеспечивает прозрачный доступ к разделам диска файл-сервера; 2) поддерживает разветвленную систему разграничения доступа к файлам и каталогам файл-сервера с различных рабочих станций; 3) создает системный том SYS; 4) разделяет пользователей сети на группы. 6. В какой директории содержатся сетевые программы и утилиты для пользователя в NetWare: 1) SYSTEM; 2) USERS; 3) MAIL; 4) PUBLIC? 7. Каково назначение команды LOGIN (ОС NetWare): 1) пользователь подключается к файл-серверу; 2) отображает каталоги файл-сервера на локальные диски рабочей станции; 3) отключает от файл-сервера; 4) позволяет получить детальную информацию о файлах? 8. Какая команда производит отключение от файл-сервера (ОС NetWare): 1) map; 2) Login; 3) Logout; 4) ndir? 9. Для чего предназначена диалоговая утилита salvage (ОС NetWare): 1) для управления сервером; 2) позволяет посылать короткие сообщения с одной рабочей станции на другую; 3) для восстановления случайно удаленных файлов; 4) для просмотра информации о группе пользователей? 10. Какая утилита предназначена для управления сервером (ОС NetWare): 1) session; 2) syscon; 3) send; 4) filer? Глобальные сети 1. В глобальных сетях существуют два режима информационного обмена - это: 1) пользовательский и сетевой; 2) информируемый и скрытый; 3) диалоговый и пользовательский; 4) диалоговый и пакетный. 2. On-line - это: 1) информационная сеть; 2) команда; 3) режим реального времени; 4) утилита. ^ 3. Крупнейшая российская телекоммуникационная сеть: 1) BITNET; 2) APRANET; 3) NET; 4) RELCOM. 4. OMine - это: 1) режим информационного пакетного обмена; 2) команда; 3) телекоммуникационная сеть; 4) операционная система. 5. Мировая система телеконференций: 1) Eunet; 2. Fidonet; 3. Relcom; 4. Usenet. 6. BBS - это: 1) компьютерная сеть; 2) система телеконференций; 3) электронная доска объявлений; 4) режим работы. 7. BBS предназначена: 1) для определения маршрута информации; 2) для обмена файлами между пользователями; 3) для просмотра адресов; 4) для управления информацией. 8. Хост-машина - это: 1) банк информации; 2) компьютерные узлы связи; 3) мультимедийный компьютер; 4) машина-хранилище информации. 9. Модем - это: 1) устройство преобразования цифровых сигналов в аналоговые, и наоборот; 2) транспортная основа сети; 3) хранилище информации; 4) устройство, которое управляет процессом передачи информации. 10. Функции модема: 1) соединяет компьютер с ближайшим узлом; 2) служит сетевой платой для соединения компьютеров в локальную сеть; 3) осуществляет протоколирование передающей информации; 4) защищает информацию. 11. Транспортная основа глобальных сетей - это: 1) витая пара; 2) коаксиальный кабель; 3) телефонные линии и спутниковые каналы; 4) телеграф. 12. Для связи компьютеров через модемы используются: 1) только телефонные линии; 2) только спутниковые каналы; 3) только радиоволны; 4) телефонные линии, оптоволокно, спутнйковые каналы и радиоволны. 13. По способу общения различают следующие режимы передачи данных: 1) дуплексный и полудуплексный; 2) одновременный и поэтапный; 3) скоростной и одновременный; 4) дуплексный и одновременный. 14. По способу группирования данных различают режимы: 1) однозначную и одноблочную передачи; 2) многосложную и односложную передачи; 3) последовательную и параллельную; 4) синхронную и асинхронную. 15. Что такое MNP-модемы: 1) модемы с аппаратным сжатием и коррекцией информации; 2) модемы с кодированием информации; 3) модемы с защитой информации; 4) модифицированные по скоростям модемы? 16. Что является более важным для организации сети: 1) наличие большого количества компьютеров; 2) система протоколов; 3) несколько сетевых операционных систем; 4) высокоскоростные модемы? 17. Что обеспечивают протоколы сетевого уровня: 1) обеспечивают сетевые режимы передачи данных; 2) доступ к сетевым ресурсам; 3) соединяют различные сети; 4) тестируют работу в сети? 18. Транспортные протоколы выполняют следующие функции: 1) группируют сообщения; 2) кодируют пакеты информации; 3) отвечают за обмен между хост-машинами; 4) контролируют вход и выход данных. 19. За что отвечают прикладные протоколы: 1) за передачу данных и доступ к сетевым ресурсам; 2) формируют пакеты данных; 3) контролируют работу хост-машин; 4) тестируют правильность работы сети? 20. Маршрутизатор (роутер) - это: 1) мощные компьютеры, соединяющие сети или участки сети; 2) отслеживают путь от узла к узлу; 3) определяют адресатов сети; 4) программа маршрутизации пакетов данных. 21. Техническая структура E-mail - это: 1) совокупность узловых станций, связывающихся друг с другом для обмена; 2) совокупность компьютеров локальной сети; 3) компьютеры, хранящие и кодирующие информацию; 4) компьютеры, пересылающие информацию по запросам. 22. Типичная абонентская станция электронной почты состоит: 1) из нескольких сетевых компьютеров; 2) из компьютера, специальной программы и модема; 3) из компьютера и почтового сервера; 4) из хост-машин. 23. Типичная структура электронного письма: 1) заголовок, тема сообщения, ФИО адресата; 2) заголовок, тема сообщения, тип письма, адрес отправителя; 3) дата отправления, адрес, обратный адрес, тема сообщения и текст; 4) тема сообщения, адресная книга, текст и заголовок. 24. Домен - это: 1) название файла в почтовом ящике; 2) почтовый ящик узловой станции; 3) код страны; 4) короткое имя адресата. 25. Что является протокольной основой Internet: 1) система IP-адресов; 2) протоколы тестирования сетевого компьютера; 3) последовательность адресов; 4) адресная книга? 26. Из чего состоит 1Р-адрес: 1) адреса сети; 2) последовательности адресов; 3) протоколов; 4) адреса сети и номера хоста? 27. Какой протокол поддерживает Internet: 1) SCP/IP; 2) SCP; 3) TCP/IP; 4) QCP/IP? 28. Основные компоненты IP-технологии: 1) идентификация, длина IP-заголовка; 2) формат IP-пакета, IP-адрес, способ маршрутизации IP-пакетов; 3) формат ASCII и формат IP-адреса; 4) формат IP-пакета, способ общения на английском языке. 29. Что обеспечивает серверная программа DNS: 1) кодировку информации; 2) поиск числовых адресов; 3) устанавливает соответствие между доменными именами и IP-адресами; 4) занимается поиском IP-адресов? 30. Для чего используются программы Ping: 1) для трассировки пакетов; 2) для проверки прохождения IP-пакетов; 3) для идентификации повреждения пакета при передаче; 4) для определения IP-адреса? 31. Для поддержки E-mail в Internet разработан протокол: 1) STTP; 2) SMTP; 3) SCTP; 4) SSTP. 32. Какой стандарт кодировок используется в Internet: 1) UUCD; 2) MIME; 3) RFC-822; 4) WHOIS? 33. Кодирование писем применяется: 1) для ускорения передачи информации; 2) для передачи секретной информации; 3) для передачи бинарных файлов и некоторых текстовых; 4) исторические «правила игры» электронной почты. 34. Архив FTP - это: 1) сервер Archie; 2) хранилище файлов; 3) база данных; 4) WEB-сайт. 35. Начальная команда сеанса работы с сервером FTP: 1) close; 2) get; 3) open; 4) ftp. 36. Регистрация пользователя сервера FTP: 1) ftp; 2) cd; 3) is; 4) user. 37. Команда cd протокола FTP используется: 1) для изменения текущего каталога; 2) для регистрации пользователя; 3) для навигации по дереву файловой системы; 4) для начала сеанса. 38. Какой командой следует пользоваться для просмотра каталогов FTP: 1) Is; 2) mget; 3) bin; 4) get? . 39. По какой команде FTP можно принять или передать один файл: 1) get, put; 2) mget, mput; 3) bin; 4) Is, cd? 40. Для приема/передачи набора файлов FTP используется команда: 1) get, put; 2) ls, cd; 3) user; 4) mget, mput. 41. WWW -это: 1) распределенная информационная система мультимедиа, основанная на гипертексте; 2) электронная книга; 3) протокол размещения информации в Internet; 4) информационная среда обмена файлами. 42. Гипертекст - это: 1) информационная оболочка; 2) текст, содержащий иллюстрации; 3) информация в виде документов, имеющих ссылки на другие документы; 4) информационное хранилище. 43. Взаимодействие клиент-сервер при работе на WWW происходит по протоколу: 1) HTTP; 2) URL; 3) Location; 4) Uniform. 44. Какие программы не являются броузерами WWW: 1) Mosaic; 2) Microsoft Internet Explorer; 3) Microsoft Outlook Express; 4) Netscape Navigator? 45. HTML - это: 1) программа просмотра WWW-документов; 2) прикладная программа; 3) язык разметки гипертекстов; 4) протокол взаимодействия клиент - сервер. 46. В HTML можно использовать: 1) текст в ASCII-формате; 2) текст любого формата и графические рисунки; 3) любые мультимедиа-файлы; 4) любые типы данных. 47. Для чего служат в HTML символы: 1) для выделения абзаца; 2) для выделения параграфа, пункта; 3) для выделения глав; 4) для выделения заголовка? 48. Какими символами в HTML основной текст отделяется от сопроводительного: 1) ; 2) ; 3) ; 4) ? 49. Как в HTML описывается ссылка на другой документ: 1); 2) с указанием их URL; 3) ; 4) ? 50. Как в HTML записываются ссылки на документы, хранящиеся на других серверах: 1) с указанием их URL; 2) ; 3) ; 4) ? 51. Как в HTML задается положение рисунка: , 1) ; 2) ; 3) ; 4) ? 52. Что лежит в основе системы Gopher: 1) поиск информации с использованием логических запросов; 2) поиск по ключевым словам; 3) идея иерархических каталогов; 4) бинарный поиск? 53. На чем основана система WAIS: 1) на поиске информации с использованием логических запросов; 2) на поиске по ключевым словам; 3) на идее иерархических каталогов; 4) на бинарном поиске? 1. Какой язык программирования тесно связан с ОС UNIX: 1) HTML; 2) Паскаль; 3) Си; 4) Java? 2. ОС UNIX -это: 1) сетевая ОС для работы в Internet; 2) многофункциональная сетевая ОС универсального значения; 3) ОС для закрытых систем; 4) ОС для поддержки среды Windows. 3. Какой командой в ОС UNIX можно узнать имя текущего каталога: 1) is; 2) change directory; 3) cat; 4) pwd (print working directory)? 4. Команда Is в ОС UNIX используется: 1) для изменения рабочего каталога; 2) для объединения нескольких файлов для печати; 3) для вывода на экран содержимого каталога; 4) для копирования файлов. 5. Изменение рабочего каталога в ОС UNIX производится командой: 1) cd; 2) cat; 3) pwd; 4) is. 6. Что выполняет команда cat в ОС UNIX: 1) определяет имя текущего каталога; 2) вывод на печать; 3) объединяет файлы и направляет результат на вывод; 4) вырезает фрагменты данных из файла? 7. Для чего служат метасимволы в ОС UNIX: 1) для уничтожения всех файлов; 2) для уничтожения каталогов; 3) для подстановки любых строк и символов в имена файлов; 4) для переименования файлов? 8. Как образуется программный канал в ОС UNIX: 1) назначением стандартного вывода одной команды вводом следующей команды; 2) перенаправлением вывода команды с добавлением; 3) введением произвольной строки в команду; 4) объединением команд? 9. Для получения почты в ОС UNIX вводится команда: 1) write; 2) mail; 3) delete; 4) who.