Размещено на http://www.allbest.ru/

План

• Введение
• 1. Компьютерные сети
• 1.1 Основные понятия
• 1.2 Классификация компьютерных сетей
• 1.3 Локальная вычислительная сеть
• 1.4 Глобальная вычислительная сеть. Интернет
• 2. Использование компьютерных сетей в образовании
• 2.1 Основные задачи, решаемые посредством компьютерных сетей в образовании
• 2.2 Образовательные технологии на основе сетевых технологий
• 2.3 Сетевое образование в высшей школе
• 3. Экспериментальная часть
• 3.1 Суть эксперимента
• 3.2 Ход эксперимента
• Заключение
• Библиография

Введение

В настоящее время для активизации учебно-познавательной деятельности школьников применяются различные методы активного обучения и современные образовательные технологии, базирующиеся на использовании компьютерной техники. Это позволяет сформировать умения и навыки принятия грамотных экономических решений в процессе профессиональной деятельности, способствуют лучшему усвоению учебного материала по различным дисциплинам. Для успешной практической деятельности требуются глубокие знания, однако традиционные методы контроля, такие как контрольные работы, экзамены и зачеты, не дают должной эффективности обучения. Одним из направлений повышения эффективности обучения является организация обучения с использованием компьютерной техники и сети Интернет. Для совершенствования подачи материала могут применяться мультимедийные программы, содержащие фактические данные, обучающие курсы, контрольные вопросы. При этом может производиться дублирование материала голосом, видеозаписью, экранными копиями, что не требует предустановки большого количества программ, но достаточно требовательно к ресурсам компьютера, который для этого необходимо оборудовать звуковой картой, колонками, устройством для чтения компакт - дисков. Снизить затраты в этом случае поможет применение локальной вычислительной сети, позволяющей совместное использование ресурсов. Сами обучающие курсы могут храниться на компакт-дисках или в хранилищах данных Интернет.

Цель исследования: теоретическое обоснование и практическая реализация компьютерных сетей в образовании.

Объект исследования: процесс использования компьютерных сетей в образовании.

Предмет исследования: методы и приемы использования компьютерных сетей в образовании в средней школе.

Гипотеза исследования: использование компьютерных сетей в образовании будет эффективным, если будет разработана соответствующая методика.

Задачи исследования:

исследование понятия и структуры компьютерных сетей в образовании,

изучения компьютерных сетей как вида педагогической деятельности,

исследование целей, задач и содержания обучения компьютерных сетей в образовании

описание методов и приемов использования компьютерных сетей в образовании

разработка планов уроков с целью использования компьютерных сетей в образовании.

Методы исследования:

- теоретические - изучение и анализ научной литературы в области системного анализа и информационных технологий, философии, психологии, педагогики, педагогическое моделирование и проектирование программной системы, для создания электронных образовательных ресурсов, аналитический метод оценки качества организации образовательного процесса на базе информационных технологий;

- экспериментальные - опытно-экспериментальная работа, изучение и обобщение педагогического опыта, педагогическое наблюдение, компьютерное моделирование и проектирование.

школьный курс информатика компьютерный

1. Компьютерные сети

1.1 Основные понятия

Широкое внедрение персональных компьютеров привело к необходимости обмена информацией, обрабатываемой на разных компьютерах. Как перенести большой объем информации с одного компьютера на другой? Как распечатать информацию, если всего один принтер? Как предоставить всем компьютерам выход в Интернет? Эти и многие другие проблемы решают компьютерные сети.

Компьютерная сеть - это соединение двух или более компьютеров для решения следующих задач:

· обмен информацией;

· общее использование программного обеспечения;

· общее использование оборудование (принтеры, модемы, диски и т.п.).

Такие местные сети получили название локальные сети. А если нам нужно соединить нашу локальную сеть с другой локальной сетью, то, как протянуть кабель для подключения к сети, расположенной достаточно удаленно от данной, например, в другом здании или другом городе? Для этого используют уже существующие кабельные соединения, такие как телефонные линии.

Вопросами перекодировки информации для прохождения по телефонным линиям, занимаются специальные устройства, подключаемые к компьютеру - модемы. Можно использовать и другие способы соединения, например, радиосвязь. Устройства преобразования в этом случае будут другими.

Удаленные локальные сети, объединяются друг с другом, создавая глобальные сети.

Примером глобальной сети является сеть Интернет.

Вся работа компьютеров в сети, независимо от назначения и размеров сети, сводится только к одному: обмену информацией.

Перед передачей по сети информация формируется в пакеты. Сетевые адаптеры общаются между собой, передавая и принимая пакеты с информацией. Каждый пакет состоит из двух основных частей: Заголовок и Данные (рис. 1).

Рисунок 1. Пакет данных.

Заголовок содержит адрес компьютера-отправителя и адрес компьютера-получателя.

Раздел данных содержит передаваемую информацию.

Переданный в сеть пакет отправляется на все компьютеры. Получив пакет, они читают заголовок, и только тот компьютер, которому этот пакет адресован, прочтет данные из этого пакета (рис. 2).

Рисунок 2. Передача пакета на другой компьютер.

Если компьютер должен передать по сети, например, текстовый файл большого размера, то сетевой адаптер этого компьютера разделит файл на фрагменты и передаст каждый фрагмент в отдельном пакете. Делается это затем, чтобы большие файлы не загружали сеть на долгое время, давая возможность другим компьютерам работать в сети. Принимающий сетевой адаптер получит все передаваемые ему пакеты, соединит их в единый файл и только после этого передаст готовый файл своему компьютеру. Таким образом, в сети один за другим передаются пакеты от разных компьютеров.

1.2 Классификация компьютерных сетей

Основное назначение компьютерных сетей - совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной связи как внутри одной фирмы, так и за ее пределами. Ресурсы (resources) - это данные, приложения и периферийные устройства, такие, как внешний дисковод, принтер, мышь, модем или джойстик. Компьютеры, входящие в сеть выполняют следующие функции:

· организацию доступа к сети

· управление передачей информации

· предоставление вычислительных ресурсов и услуг пользователям сети.

Рождение компьютерных сетей было вызвано практической потребностью - иметь возможность для совместного использования данных. Персональный компьютер - прекрасный инструмент для создания документа, подготовки таблиц, графических данных и других видов информации, но при этом нет возможности быстро поделиться своей информацией с другими. Когда не было сетей, приходилось распечатывать каждый документ, чтобы другие пользователи могли работать с ним, или в лучшем случае - копировать информацию на дискеты. Одновременная обработка документа несколькими пользователями исключалась. Если бы пользователь подключил свой компьютер к другим, он смог бы работать с их данными и их принтерами.

По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные:

Искусственные сети (псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах. Иногда связь в такой сети называют связью по нуль-модему (не используется модем). Само соединение называют нуль-модемным. Искусственные сети используются, когда необходимо перекачать информацию с одного компьютера на другой. MS-DOS и windows снабжены специальными программами для реализации нуль-модемного соединения.

Реальные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных.

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, региональными и городскими.

Локальные - это сети, перекрывающие территорию не более 10 м²

Региональные - расположенные на территории города или области

Глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.

Городские - расположение в пределах населенного пункта.

Так же, в последнее время специалисты выделяют такой вид сети, как банковская.

В классификации сетей существует два основных термина: LAN и WAN.

LAN (Local Area Network) - локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин "LAN" может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку - около шести миль (10км) в радиусе; использование высокоскоростных каналов.

WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN - сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут "разговаривать" между собой различные компьютерные сети.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - Local Area Networks (LAN) - это группа (коммуникационная система) относительно небольшого количества компьютеров, объединенных совместно используемой средой передачи данных, расположенных на ограниченной по размерам небольшой площади в пределах одного или нескольких близко находящихся зданий (обычно в радиусе не более 1-2 км) с целью совместного использования ресурсов всех компьютеров (рис. 3).

Рисунок 3. Пример локальной сети.

Компьютеры, входящие в сеть, могут совместно использовать:

· данные;

· принтеры;

· факсимильные аппараты;

· модемы;

· другие устройства.

Данный список постоянно пополняется, так как возникают новые способы совместного использования ресурсов. Самые первые типы локальных сетей не могли соответствовать потребностям крупных предприятий, офисы которых обычно расположены в различных местах. Но как только преимущества компьютерных сетей стали неоспоримы, и сетевые программные продукты начали заполнять рынок, перед корпорациями - для сохранения конкурентоспособности - встала задача расширения сетей. Так на основе локальных сетей возникли более крупные системы.

Сегодня, когда географические рамки сетей раздвигаются, чтобы соединить пользователей из разных городов и государств, ЛВС превращаются в глобальную вычислительную сеть [ГВС (WAN)], а количество компьютеров в сети уже может варьироваться от десятка до нескольких тысяч.

Глобальная вычислительная сеть (ГВС или WAN - World Area NetWork) - сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.

Городская сеть (MAN - Metropolitan Area NetWork) - сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города.

Сеть банка представляет собой частный случай корпоративной сети крупной компании. Очевидно, что специфика банковской деятельности предъявляет жесткие требования к системам защиты информации в компьютерных сетях банка.

Не менее важную роль при построении корпоративной сети играет необходимость обеспечения безотказной и бесперебойной работы, поскольку даже кратковременный сбой в ее работе может привести к гигантским убыткам. И, наконец, требуется обеспечить быструю и надежную передачу большого объема данных, поскольку многие прикладные банковские программы должны работать в режиме реального времени.

Сеть объединяет в структурированную и управляемую замкнутую систему все принадлежащие компании информационные устройства: отдельные компьютеры и локальные вычислительные сети (LAN), хост-серверы, рабочие станции, телефоны, факсы, офисные АТС, сети банкоматов, онлайновые терминалы.

Касаясь вопроса предпочтительной архитектуры банковской сети, можно отметить, что наиболее распространенной в европейских странах и актуальной на сегодня для российских банков является топология "звезда" *, простая или многоуровневая, с главным офисом в центре, соединенным с региональными отделениями. По принадлежности различают ведомственные и государственные сети:

Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

Государственные сети - сети, используемые в государственных структурах.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне - и высокоскоростные.

· низкоскоростные (до 10 Мбит/с),

· среднескоростные (до 100 Мбит/с),

· высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

Для определения скорости передачи данных в сети широко используется бод (от англ. "baud”):

Baud (бод) - единица скорости передачи сигнала, измеряемая числом дискретных переходов или событий в секунду. Если каждое событие представляет собой один бит, бод эквивалентен бит/сек (в реальных коммуникациях это зачастую не выполняется).

понятие звездообразного построения сети рассмотрим далее.

Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией. Наиболее распространенные виды топологий сетей:

1. Линейная сеть - Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами (рис. 4).

Рисунок 4. Линейная сеть.

2. Кольцевая сеть - Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви (рис. 5).

Рисунок 5. Кольцевая сеть.

3. Звездообразная сеть - Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел (рис. 6).

Рисунок 6. Звездообразная сеть.

4. Общая шина - В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной (рис. 7).

Рисунок 7. Общая шина.

5. Древовидная сеть - Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь (рис. 8)



Рисунок 8. Древовидная сеть.

6. Ячеистая сеть - Сеть, которая содержит, по крайней мере, два узла, имеющих два или более пути между ними (рис.9).

Рисунок 9. Ячеистая сеть.

Полносвязная сеть - Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые (Peer-to-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated Server Network).

Одноранговые сети. Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, windows'3.11, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем - windows 9x\ME\2k, windows NT workstation версии, OS/2) и некоторых других.

Достоинства одноранговых сетей:

1. Наиболее просты в установке и эксплуатации.

2. Операционные системы DOS и windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть.

Недостатки:

В условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.

Иерархические сети.

В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называют сервером. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

Сервер в иерархических сетях - это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером.

Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более). Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы.

Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных. К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

1. Необходимость дополнительной ОС для сервера.

2. Более высокая сложность установки и модернизации сети.

3. Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера. Таким образом, соединения персональных компьютеров в сеть можно классифицировать массой различных способов. На современном этапе все больше граждан подключают сеть INTERNET, а предприятия соединяют свои отделы в единую сеть, т.к. это существенно упрощает работу. Эффективность совместного использования ресурсов сети состоит в:

· разделении дорогостоящих ресурсов

· совершенствовании коммуникаций

· улучшении доступа к информации

· быстром и качественном принятии решений

· свободном, в территориальном отношении, размещении компьютеров.

1.3 Локальная вычислительная сеть

Компьютер, подключенный к сети называют рабочей станцией. Компьютер, предназначенный для управления сетью и концентрации данных называют сервером.

Сервер (обычно высокопроизводительный компьютер) запускает сетевую операционную систему и управляет потоком данных, передаваемых по сети. Отдельные рабочие станции и периферийные устройства подключаются к серверу.

Рабочая станция представляет собой обычный компьютер, работающий под управлением собственной операционной системы (произвольной), но содержащий плату сетевого интерфейса (сетевой адаптер) и физически соединенный кабелями с сервером. Кроме того, рабочая станция запускает специальную программу, называемую сетевой оболочкой, которая позволяет ей обмениваться данными с сервером, другими рабочими станциями и прочими устройствами в сети. Сетевая оболочка позволяет рабочей станции использовать файлы, хранящиеся на сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках.

В локальной вычислительной сети (ЛВС или LAN - Local Area Network) компьютеры расположены недалеко друг от друга и соединены высокоскоростными адаптерами (со скоростями передачи данных 1-10 или 100 Мбит/сек).

Преимущества ЛВС:

· возможность совместного использования дорогостоящих периферийных устройств (принтеры, сканеры, коммуникационные устройства);

· возможность организации и улучшения связи между людьми, использование общих данных;

· возможность объединения средств обслуживания обработки данных.

Топология ЛВС.

Топология сети - это путь, по которому данные передаются по сети. Существуют три основных вида топологий: шина, звезда и кольцо.

В сети типа "звезда" все рабочие станции соединены с объединяющим устройством (концентратором) отдельными кабелями. При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией "звезда", получая разветвленные конфигурации сети. С точки зрения надежности эта топология не является лучшим решением, так как выход из строя центрального узла приведет к остановке всей сети. Однако при использовании топологии "звезда" легче найти неисправность в кабельной сети.

Топология "общая шина" предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. В этом случае кабель используется всеми компьютерами по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. В топологии "общая шина" все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Надежность выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправностей в кабеле затруднен. Кроме того, в случае неисправности в кабеле нарушается работа всей сети.

В топологии "кольцо" кабель не имеет окончания, переходя от компьютера к компьютеру. В этом случае данные передаются от одного компьютера к другому по эстафете.

Локальная сеть может содержать одну из перечисленных топологий, а может объединять несколько сетей с разной топологией. В последнем случае можно получить древовидную топологию. Выбор топологии при создании сети зависит от количества объединяемых компьютеров, их расположения, целей объединения и других факторов.

В различных сетях существуют различные процедуры обмена данными между рабочими станциями. Стандарты Международного института инженеров по электротехнике и электронике IEEE описывают методы доступа к сетевым каналам данных, среди которых наибольшее распространение получили три конкретных реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и Token Ring.

Метод доступа Ethernet разработан фирмой Xerox в 1975 г. и до сих пор пользуется наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи информации и надежность.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий. Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен ли канал ("общая шина"). Если канал свободен, станция начинает передачу. такое сообщение принимается всеми компьютерами сети, но все компьютеры, кроме адресата, его игнорируют. При одновременной попытке двух станций начать передачу данных аппаратура сети распознает подобные коллизии и задерживает передачу на некоторое время. Время задержки для разных станций различно. Реально коллизии приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, когда в сети работает порядка 80-100 компьютеров.

Метод доступа Arcnet разработан фирмой Data point Corp. Он также получил широкое распространение благодаря тому, что необходимое оборудование является самым дешевым.

Arcnet используется в сетях с топологией "звезда". Один компьютер создает специальный маркер (служебное сообщение), который последовательно передается от одного компьютера к другому. Для передачи своего сообщения рабочая станция дожидается маркера и добавляет к нему свое сообщение с адресами получателя и отправителя. При получении сообщения станция-адресат "отцепляет" его от маркера.

Метод доступа Token Ring разработан фирмой IBM и рассчитан на кольцевую топологию сети.

Этот метод напоминает Arcnet, так как тоже использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. Этот метод требует самого дорого оборудования, но изначально отличался повышенной надежностью и высокой скоростью передачи информации.

Протокол передачи данных.

Процедуры обмена данными между рабочими станциями называют протоколами передачи данных. На самом низком уровне, который только может использовать программа, работающая в сети, используются протоколы передачи данных IPX/SPX и NETBIOS.

Протокол IPX (Internet work Packet Exchange) является базовым в Novell Netware. Он определяет формат передаваемых по сети пакетов и интерфейс с сетевым программным обеспечением. На уровне протокола IPX рабочие станции могут обмениваться блоками данных (datagram), причем без подтверждения получения.

Протокол SPX (Sequenced Packet Exchange) предполагает, что перед началом обмена данными рабочие станции устанавливают между собой связь. На уровне протокола SPX гарантируется доставка передаваемых по сети пакетов. При необходимости выполняются повторные передачи пакетов информации. Протокол SPX выполнен на основе IPX и является протоколом более высокого уровня.

Протокол NETBIOS (Network Basic Input/Output System) предназначен для передачи данных между рабочими станциями. Он является протоколом еще более высокого уровня.

Иногда в локальных сетях можно встретить протокол TCP/IP. Этот протокол выполняется на базе операционной системы UNIX, а также используется для передачи информации между компьютерами глобальной вычислительной сети.

Аппаратура ЛВС.

Для объединения компьютеров в локальную сеть необходимы сетевые адаптеры для подключения компьютера к кабелю, разъемы, сам кабель и, возможно, концентратор для объединения компьютеров при использовании топологии "звезда".

Сетевой адаптер вставляют в материнскую плату компьютера. Он имеет один или два разъема для подключения кабеля.

В качестве кабеля может использоваться коаксиальный кабель или витая пара, или волоконно-оптический кабель.

Если протяженность сети составляет сотни метров, может потребоваться специальное устройство - репитер, задача которого в простейшем случае сводится к усилению сигнала.

Ниже приведены некоторые параметры, характеризующие различные виды сетей.

Сеть Ethernet (на "тонком" коаксиальном кабеле):

· Максимальная длина сегмента 185 м;

· Максимальное число сегментов 5;

· Максимальная длина сети 925 м;

· Максимальное число станций в сегменте 30;

· Минимальное расстояние между станциями 0,5 м;

· Скорость передачи данных 10 (100) Мбит/сек.

Сеть Arcnet (c концентратором - Hub):

· Макс. длина кабеля от станции до активного Hub 300 м;

· Макс. длина кабеля от станции до пассивного Hub 30 м;

· Максимальная длина сети 6 км;

· Скорость передачи данных 2,44 Мбит/сек.

Сеть Token-Ring (с концентратором):

· Максимальное число концентраторов 12;

· Максимальное число станций в сети 96;

· Макс. длина кабеля между концентраторами 45м;

· Макс. длина кабеля между всеми концентраторами 120м;

· Скорость передачи данных 4 (16) Мбит/сек.

Программное обеспечение ЛВС.

После подключения компьютеров к сети необходимо установить на них специальное сетевое программное обеспечение, реализующее выбранный протокол передачи данных.

Существует два подхода к организации сетевого программного обеспечения:

· сети с централизованным управлением;

· одноранговые сети.

В сети с централизованным управлением выделяют, по крайней мере, один компьютер для управления обменом данными в сети (сервер). Диски этого компьютера доступны всем рабочим станциям в сети (файл-сервер). На файл-сервере работает специальная "сетевая операционная система" - мультизадачная ОС управления передачей данных в сети.

Остальные компьютеры называются "рабочие станции". Рабочие станции имеют доступ к дискам файл-сервера и совместно используемым принтерам. Однако одна рабочая станция не может обращаться к дискам другой рабочей станции, что хорошо с точки зрения безопасности данных, но неудобно для пользователей и создает дополнительную нагрузку на сеть (обмен данными должен совершаться только через файл-сервер). Существуют, однако, специальные утилиты, позволяющие пользователям работать напрямую без файл-сервера (например, Map Assistant для Novell Netware).

Рабочие станции могут работать под управлением любой операционной системы. Но на каждой станции должно быть установлено специальное программное обеспечение для взаимодействия с сетью, называемое сетевой оболочкой.

Существуют различные сетевые операционные системы, ориентированные на сети с централизованным управлением. Самые известные из них:

· Novell Netware (на базе DOS)

· Microsoft LAN Manager (на базе OS/2)

· Microsoft Windows NT (Windows 2000 Server)

· VINES (на базе UNIX)

Одноранговые сети.

Одноранговые сети не содержат выделенных серверов. Функции управления сетью распределены между всеми рабочими станциями сети.

Как правило, рабочие станции имеют доступ к дискам и принтерам других рабочих станций, что облегчает совместную работу пользователей в группе, но несколько снижает производительность сети. Одним из достоинств одноранговых сетей является простота создания и обслуживания сети (как правило при этом не требуется системный администратор), но это же является и недостатком - в такой сети трудно обеспечить разграничение доступа, защиту информации и централизованное обновление данных.

В качестве примеров одноранговых сетей можно выделить:

· LANtastic фирмы Artisoft;

· LAN Smart фирмы D-Link Systems;

· NET-30 фирмы Invisible Software.

Особо следует отметить, что в состав самой распространенной сегодня операционной системы Microsoft Windows 9х уже входят компоненты, необходимые для построения одноранговой сети. Операционная система сама предлагает установить их при обнаружении на компьютере сетевого адаптера. Если в сети с централизованным управлением работают компьютеры под управлением Windows, то в такой сети можно сочетать возможности централизованного управления с возможностями одноранговых сетей. Novell Netware - сетевая операционная система, созданная для управления передачей данных между несколькими компьютерами. Novell Netware может использоваться в сетях с различной топологией. Она требует наличия по крайней мере одного сервера и допускает подключение до 250 рабочих станций.

Серверная часть Novell Netware стартует из под операционной системы DOS. Сетевые оболочки существуют для всех типов операционных систем. При запуске Netware запускает несколько программ (NLM-процессов): управление файлами сервера; управление сетевым принтером; работа с внешними каналами связи (выход в глобальную сеть); управление доступом пользователей и т.д.

Для работы в сети Novell Netware необходимо запустить программы сетевой оболочки и зарегистрироваться в сети. В разных операционных системах это выглядит по разному.

В среде DOS:

Запуск сетевой оболочки подразумевает выполнение нескольких специальных программ, поэтому чаще пользуются заранее подготовленным командным файлом (например, net. bat). После успешного запуска сетевой оболочки (программы запущены и в сети найдем, по крайней мере, один сервер), пользователь может обнаружить на своем компьютере новый "локальный" диск, являющийся на самом деле отображением одного из каталогов файл-сервера. На этом новом диске доступен только один каталог - LOGIN, в котором расположен минимально необходимый набор программ.

После запуска сетевой оболочки необходимо зарегистрироваться на сервере. Для этого используют программу login. exe, расположенную в каталоге LOGIN. Эта программа просит вести имя пользователя и (после ввода имени) пароль. Если регистрация прошла успешно, пользователь получает доступ к другим каталогам файл-сервера, к сетевому принтеру и другим ресурсам сети в соответствии со своими полномочиями.

Для отключения от сервера служит программа logout. exe из каталога LOGIN. Если же требуется зарегистрироваться на сервере под другим именем, то можно сразу запустить программу login. exe. По окончании работы на компьютере отключаться от сервера необязательно. Достаточно просто выключить питание компьютера.

В среде Windows:

Если Windows настроена на работу с Novell Netware (в частности, кроме сетевого протокола IPX/SPX должен быть установлен "Клиент сети Netware"), то процесс подключения к сети выглядит более естественным. Так, если при включении компьютера операционная система обнаруживает наличие сети, то она сама запустит необходимые программы сетевой оболочки и предложит зарегистрироваться в сети. Для регистрации следует указать имя пользователя, пароль и название сервера, на котором должна происходить регистрация. После подключения пользователь получает доступ к файл-серверу, сетевому принтеру и т.д. в соответствии со своими полномочиями в сети.

Для отключения от сервера (или регистрации под другим именем) следует выбрать пункт главного меню "Завершение сеанса …" или "Войти в сеть под другим именем" (в зависимости от версии Windows).

При включении компьютера можно и не входить в сеть, а нажать кнопку "Отмена" и работать в локальном режиме.

Отображение дисков.

Отображения дисков предоставляют система Netware схему маршрута для поиска файлов в структуре каталогов. Отображения дисков указывают на местоположение в сети. Существует три типа отображений дисков: отображения локальных дисков, отображения сетевых дисков и отображения дисков поиска.

Отображения локальных дисков указывают на диски, установленные на локальной рабочей станции. Это могут быть дисководы гибких дисков (A: и B:) и жесткие диски (C:, иногда D: и E:).

Отображения сетевых дисков указывают местоположение на жестком диске файл-сервера. Они могут указывать на конкретный подкаталог на диске. Это отображение позволяет менять текущий диск водя просто буквенное обозначение диска вместо того, чтобы вводить полный путь к каталогу. Отображения сетевых дисков обычно различны для различных пользователей.

Отображения дисков поиска также присваивают буквенное обозначение диска конкретному местоположению в сети, но они также позволяют операционной системе автоматически искать запрошенный файл в отображенном каталоге (аналог команды Path в DOS).

Для работы с отображениями используется команда MAP (как и все остальные команды сетевой операционной системы Netware она расположена в каталоге PUBLIC тома SYS). Команда MAP без параметров показывает существующие отображения локальных, сетевых дисков и дисков поиска.

Для создания отображения сетевого каталога необходимо в команде MAP указать создаваемое имя диска и после знака равенства имя отображаемого каталога. Например:

MAP R: =SYS: /PROGRAMS

Такая команда создаст сетевой диск R:, содержимое которого аналогично содержимому каталога PROGRAMS на томе SYS. Для того, чтобы этот каталог сделать корневым для диска R: следует в команде MAP указать параметр ROOT:

MAP ROOT R: =SYS: /PROGRAMS

Аналогично, для создания диска поиска используется та же команда MAP:

MAP S2: =SYS: /UTIL

Сценарий регистрации.

При каждой регистрации пользователя в сети автоматически выполняется сценарий регистрации - небольшая программа, содержащая команды сетевой операционной системы (аналог командных файлов в DOS и конкретно файла autoexec. bat). Вначале выполняется системный сценарий - одинаковый для всех пользователей сети, а затем выполняется сценарий регистрации конкретного пользователя, который может быть изменен самим пользователем с помощью сетевой утилиты SYSCON.

Сценарий регистрации часто содержит команды задания отображений сетевых дисков и дисков поиска. Он также может содержать команды подключения к определенному серверу, определения параметров среды (COMSPEC), определения имени рабочей станции (MACHINE NAME) или вывода служебных и определенных заранее сообщений (WRITE).

Как и в любой многопользовательской системе защита является главным средством обеспечения сохранности данных, содержащийся в локальной сети. В системе Netware существует 4 уровня защиты файл-сервера (в порядке повышения защищенности):

· защита именем регистрации и паролем;

· защита правами опекунства;

· защита максимальными правами каталога;

· защита атрибутами файла.

Вообще существует два типа защиты сети: ограничения, накладываемые на пользователя, и ограничения, накладываемые на каталоги и файлы. Первые ограничивают доступ пользователя к некоторым типам функций сети, а вторые - к конкретным данным.

Первый уровень безопасности сети - это защита паролем. Каждому пользователю, подтверждающему свою подлинность паролем, выделяют определенные ресурсы сети (доступные каталоги и сетевые принтеры). Кроме того можно ограничить число конкурирующих соединений, чтобы не допустить регистрации одного пользователя с нескольких рабочих станций. Можно ввести контроль за числом неверно введенных паролей (в том числе ограничить число попыток ввода пароля и при превышении установленного числа запретить доступ пользователю в сеть на некоторое время). Можно также ограничить дни и время дня, в которое пользователь может входить в сеть.

Защита опекунскими правами является вторым уровнем безопасности. Она позволяет присваивать пользователям и группам привилегии для работы в пределах каталогов. К файлам и подкаталогам могут применяться 8 типов прав доступа (в любой комбинации):

· Read - чтение (просмотр) файла;

· Write - изменение существующего файла;

· Open - открытие существующего файла;

· Create - создание нового файла в каталоге;

· Delete - удаление файла;

· Parental - создание и удаление подкаталогов;

· Search - просмотр списка файлов в каталоге;

· Modify - изменение атрибутов файла.

Когда пользователь имеет права опекунства на каталог, он имеет те же права на любой подкаталог более низкого уровня, если только они не ограничены в явном виде.

Третий уровень защиты в системе Netware - это защита каталога. Данный тип защиты располагается на более низком уровне, так как он имеет приоритет перед правами опекунства. Изменяя маску максимальных прав, которая связана с подкаталогом, можно не дать пользователям сети возможность употребить свои права опекунства. Первоначально маска максимальных прав содержит те же восемь привилегий, которые могут быть предоставлены пользователю как права опекунства. Для изменения маски максимальных прав для каталога можно воспользоваться служебной утилитой FILER.

Четвертый уровень защиты - защита атрибутами файлов и каталогов. Атрибуты файлов и каталогов имеют приоритет даже перед правами каталогов. Среди атрибутов файлов:

· Non-shareable - только один пользователь имеет доступ к файлу;

· Read-Write - чтение, запись, переименование и удаление файла;

· Read-Only - только чтение файла.

Атрибуты каталогов, связанные с защитой:

· Hidden - скрытый каталог (но не запрещает пользоваться каталогом);

· Private - видимый

Для изменения атрибутов файлов и каталогов используется та же системная утилита FILER или команды FLAG и FLAGDIR.

Сетевая печать.

Задание на печать с сетевого компьютера может быть отправлено на локальный принтер (подключенный к данному компьютеру) или на сетевой принтер. В последнем случае происходит перенаправление задания в программу, организующую очередь из заданий разных пользователей на сетевом принтере. Как правило в очереди действует принцип: "раньше пришло - раньше напечатано". Но некоторые пользователи сети могут обладать повышенным приоритетом при размещении заданий в очереди на печать. Для разделения распечаток разных пользователей очередь может выводить "титульный лист" с именем пользователя.

При печати из среды Windows необходимо на компьютере установить драйвер соответствующего принтера, предварительно указав, что это сетевой принтер и выбрав правильную очередь печати. После этого для печати на сетевом принтере достаточно отправлять задания именно этому драйверу.

При печати из программ DOS необходимо заранее в том же сеансе DOS активизировать программу перенаправления заданий с локального параллельного порта (например, LPT1) в очередь печати на каком-либо сервере Netware. Для этого используют программу CAPTURE, формат которой приведен ниже:

CAPTURE L=LPTx S=server P=printer Q=queue

Здесь server - имя сервера Netware, printer - имя принтера, установленного на этом сервере (может быть несколько принтеров на сервере), queue - имя очереди печати.

После активизации перенаправления можно печатать документы как обычно, но все они будут выводиться на сетевой принтер.

Для прекращения перенаправления вывода следует ввести команду ENDCAP.

Для того чтобы просмотреть список заданий в очереди на печать, изменить параметры печати или снять задание, отменив его печать, следует воспользоваться сетевой утилитой PCONSOLE, работающей в диалоговом режиме.

Одноранговая сеть на базе Windows 9x.

Как уже было сказано выше, наличие операционной системы Windows 9x на подключенных к сети компьютерах достаточно для организации одноранговой сети. При добавлении к компьютеру сетевого адаптера на Рабочем столе Windows появляется значок "Сетевое окружение", а также появляется возможность редактировать свойства сети (с помощью соответствующего значка на Панели управления). Рассмотрим возможности настройки сети.

В свойствах сети на вкладке Конфигурация присутствует список установленных компонентов (а также кнопки управления, позволяющие добавлять, удалять компоненты или редактировать их свойства), переключатель способа входа в сеть, а также кнопка настройки доступа к общим папкам и принтерам. Коррекция любых параметров должна завершаться перезагрузкой операционной системы, чтобы сделанные изменения вступили в силу.

Среди сетевых компонентов системы, прежде всего, должен быть определен драйвер сетевого адаптера. Если система не смогла правильно распознать сетевой адаптер после установки, обратитесь к документации на это устройство.

Кроме драйвера должен быть определен один из протоколов для работы с сетью. Нажав кнопку "Добавить" выберите тип устанавливаемого компонента "Протокол" и среди предлагаемых фирмой Microsoft протоколов выберите либо IPX/SPX-совместимый протокол, либо протокол TCP/IP. Можно выбирать любой протокол, лишь бы на всех компьютерах сети был установлен один и тот же протокол, иначе они не смогут общаться друг с другом. Если в сети предполагается использование программ работы с Internet, то им понадобится протокол TCP/IP, который придется после установки настроить в соответствии с условиями работы вашей сети.

Для обращения к сети кроме протокола понадобится и клиент. Среди клиентов, предлагаемых фирмой Microsoft, следует воспользоваться "Клиентом для сетей Microsoft". После его установки будет выставлен и способ входа в сеть: Вход в сеть Microsoft.

Нажав на кнопку "Доступ к файлам и принтерам" можно определить, будут ли файлы данного компьютера или подключенные к нему принтеры передаваться в общее пользование в пределах создаваемой сети. После утвердительного ответа на этот вопрос система добавит к установленным компонентам Службу доступа к файлам и принтерам сетей Microsoft.

Для правильной ориентации среди компьютеров сети следует на вкладке Идентификация указать имя компьютера, рабочую группу и описание компьютера. Имя компьютера должно быть уникальным. Имя рабочей группы должно быть одинаковым для тех компьютеров, которым предстоит постоянное взаимодействие друг с другом (в одной сети можно организовать несколько рабочих групп так, чтобы они не мешали друг другу). Описание компьютера может помочь в выборе нужного компьютера при просмотре списка всех компьютеров рабочей группы в окне Сетевого окружения.

После настройки свойств сети на всех компьютерах можно приступать к ее эксплуатации. Для общения пользователей локальной сети можно воспользоваться программой Win Popup или другими ей подобными, которые должны быть установлены на всех компьютерах. Среди возможностей локальной одноранговой сети рассмотрим работу с "общими ресурсами", в качестве которых могут выступать жесткие диски и принтеры.

Для того, чтобы "отдать" в общее пользование весь диск своего компьютера или отдельный каталог (со всеми подкаталогами) проще всего выделить его имя и выбрать из контекстного меню команду Доступ. В окне настройки доступа к общему ресурсу следует, прежде всего, активизировать переключатель "Общий ресурс" и указать его сетевое имя и способ доступа к ресурсу. Сетевое имя определяет, как будет виден ваш каталог в Сетевом окружении на других компьютерах.

Каталог может быть открыт другим пользователям сети только на чтение или на чтение и запись (последнее означает и возможность стирать файлы на вашем компьютере!). В пределах одноранговой сети разграничение доступа к общему ресурсу возможно лишь на основании пароля (при подключении к вашему ресурсу другому пользователю придется ввести правильный пароль). Можно определить разные пароли "только для чтения" и "полный доступ" (т.е. чтение и запись).

Если одноранговая сеть Windows функционирует в пределах сети с централизованным управлением появляется возможность разграничения доступа на уровне пользователей. В этом случае (указав заранее имя сервера, с которого следует брать список пользователей, на вкладке Управление доступом в свойствах сети) можно определить пользователей, которым разрешен доступ "только на чтение" и пользователей с "полным доступом". В этом случае за безопасностью ваших данных будет следить уже сервер локальной сети.

После создания "общего ресурса" соответствующий каталог вашего компьютера изменит свое изображение. Для того, чтобы проверить полный список открытых каталогов лучше всего "взглянуть" на компьютер с точки зрения сети, воспользовавшись окном Сетевого окружения.

Для того чтобы воспользоваться общим каталогом на другом компьютере следует найти этот компьютер в Сетевом окружении. Дважды щелкнув мышью по его имени можно получить в окне список всех его "общих" каталогов (не все они могут быть доступны для вас). Если "войти" в один из каталогов (введя соответствующий пароль в случае разграничения доступа на уровне ресурсов), то можно работать с файлами и подкаталогами так же, как и на локальном диске своего компьютера (разве что там может быть разрешено только чтение, но не запись).

При подключении к общему каталогу можно попросить Windows запомнить пароль (на будущее). Можно также общий каталог подключить как сетевой диск. В этом случае содержимое этого каталога будет выглядеть так же, как содержимое локальных дисков, и обращаться к нему можно будет по выбранному имени диска. Windows может также автоматически подключать этот каталог как сетевой диск при каждом включении компьютера. Разумеется, он будет доступен только при условии, что включен тот компьютер, на котором физически расположен этот каталог.

Сделать принтер своего компьютера "общим ресурсом" можно аналогично каталогу. Для того, чтобы воспользоваться общим принтером на другом компьютере следует, прежде всего установить у себя драйвер этого принтера, указав при установке, что это сетевой принтер, и указав его в Сетевом окружении. После установки драйвера можно отправлять задания на печать на этот принтер так же, как и на обычный локальный принтер. Печататься они будут на удаленном принтере, если, конечно, там включен и компьютер и принтер.

Сеть Microsoft Windows (Windows NT).

Сетевые решения Microsoft выросли из одноранговой сети, поэтому добавление сервера Windows NT (или Windows 2000) не сильно изменит работу пользователей. Собственно, полноценную сеть с централизованным управлением можно получить лишь при объединении компьютеров с операционной системой Windows NT (Server и Workstation). Пользователи Windows 9x по-прежнему смогут использовать привычные возможности одноранговой сети. Однако, наличие сервера Windows NT может существенно повысить надежность хранения информации, обеспечив качественное разграничение доступа пользователей к файлам.

Сервер Windows NT ведет список пользователей и групп пользователей, имеющих разные полномочия на этом сервере. Он может также ограничивать время и место входа пользователя в сеть (только на определенных компьютерах и только в отведенные рабочие часы), но только по отношению к рабочим станциям с Windows NT. Если в сети с рабочими станциями под управлением Windows 9x присутствует сервер Windows NT, то при входе в сеть на рабочей станции целесообразно одновременно подключаться к домену Windows NT.

В этом случае сервер будет проверять имя и пароль пользователя, и сразу открывать все доступные данному пользователю ресурсы. При использовании ресурсов одноранговой сети (общие каталоги и принтеры на рабочих станциях) можно обеспечить защиту этих ресурсов на уровне пользователей, если в настройках сети выбрать соответствующий способ защиты (вкладка "Управление доступом") и указать имя сервера (домена), который ведет список пользователей сети. Теперь при создании "общего ресурса" можно указать конкретных пользователей или группы пользователей, которым открыт доступ к данному ресурсу. А следить за соблюдением этих правил будет сервер.

На сервере можно установить сетевые принтеры и определить список пользователей, которым разрешено использовать каждый принтер в отдельности. На рабочих станциях, как и раньше надо будет установить драйверы этих принтеров с указанием пути к сетевому принтеру.

Если на сервере установлена файловая система NTFS ("родная" для Windows NT), то он может выступать в качестве файл-сервера с надежным разграничением доступа. Каждый пользователь может использовать только разрешенные сетевые каталоги, но в пределах "своего" каталога он вправе устанавливать любые ограничения.

Сервер Windows NT может также выступать в качестве сервера приложений. Многие программные продукты предусматривают вариант сетевой установки, после которой они оказываются доступны всем пользователям сети (иногда с некоторыми ограничениями или с установкой небольших частей на рабочие станции). Это позволяет экономить место на жестких дисках компьютеров и централизованно управлять наиболее важным программным обеспечением.

Локальные вычислительные сети можно классифицировать по целому ряду признаков (таб. 1).

Классификация ЛВС.

Таблица 1 - Классификация локальных вычислительных сетей.

Сети рабочих групп	Петля	Шина	Информационно-управляющие сети
Сети отделов	Звезда (радиальная)	Вычислительные сети	Информационно- советующие сети
Сети кампусов	Полносвязная	Информационно-вычислительные	Неоднородные сети
Корпоративные сети	Иерархическая	Информационные сети	Серверные сети
Однородные сети	Смешанная	Информационно-поисковые сети	Одноранговые сети

Существует параллельная классификация вычислительных сетей, в которой локальные сети определены несколько иначе: локальной сетью считается компьютерная сеть, обслуживающая нужды одного предприятия, одной корпорации. Среди таких вычислительных сетей выделяют: