Размещено на http://www.allbest.ru/

18

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день в мире насчитывается несколько сотен миллионов компьютеров и их количество постоянно растет. Более 80 % объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах и домах, до глобальных сетей типа Internet. Я выбрала тему «Топология построения ЛВС». По моему мнению, эта тема сейчас особенно актуальна. Возможность мгновенной передачи информации, получение и передача сообщений (факсов, E-Mail писем и прочего) не отходя от рабочего места, а так же наличие общедоступного в любой момент источника информации очень важны в нашем ежеминутно меняющемся мире. Локальные вычислительные сети дают возможность экономить драгоценное время.

Мною будут рассмотрены следующие вопросы:

1) Что такое локальные вычислительные сети?

2) Какие существуют типы топологии построения ЛВС?

3) Что такое смешанная топология?

В практической части работы будут произведены необходимые вычисления, как с помощью арифметических действий, так и с использованием встроенных функций. На основании полученных данных будет построена круговая диаграмма. Решение «Варианта № 18» из брошюры «Информатика. Методические указания по выполнению курсовой работы для самостоятельной работы студентов II курса (первое высшее образование)».

Для выполнения и оформления курсовой работы я использую текстовый редактор MS Word и табличный редактор MS Excel программной оболочки Windows XP 2003.

Краткие характеристики ПК и программного обеспечения: процессор Intel Pentium-4/оперативная память - 128Mb/винчестер - 30720 Mb/видеокарта - SVGA AGP 32 Mb/CD-ROM - CD DRIVE IDE 52x/клавиатура/мышь.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ (ЛВС)

«Локальная вычислительная сеть, ЛС, ЛВС (LAN - Local Area Network) - группа ЭВМ, а также периферийное оборудование, объединенные одним или несколькими автономными (не арендуемыми) высокоскоростными каналами передачи цифровых данных (в том числе проводными, волоконно-оптическими, радио-, СВЧ- или ИК-диапазона) в пределах одного или нескольких близлежащих зданий» [12]. Служит для решения комплекса взаимосвязанных функциональных и/или информационных задач (например, в рамках какой--либо организации или ее автоматизированной системы), а также совместного использования объединенных информационных и вычислительных ресурсов.

К локальным вычислительным сетям относятся сети, узлы которых располагаются на небольшом расстоянии друг от друга, обычно не более нескольких сот метров. Примерами таких сетей являются сети отдельных предприятий и организаций, а так же их структурных подразделений. «Рабочими станциями могут быть также единицы разделяемого другими рабочими станциями периферийного оборудования. Компьютер, подключенный к сети, называют рабочей станцией (РС). Компьютер, предназначенный для управления сетью и концентрации данных, называют сервером» [16].

ТИПЫ ТОПОЛОГИИ ЛВС

«Термин топология сети характеризует способ организации физических связей компьютеров и других сетевых компонентов. Выбор той или иной топологии влияет на состав необходимого сетевого оборудования, возможности расширения сети и способ управления сетью». [7, С. 341]

Тип топологии определяет производительность и надежность в эксплуатации сети рабочих станций, для которых имеет значение также время обращения к файловому серверу.

Топология типа «Звезда» (см. рис. 1)

Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, где головная машина принимает и обрабатывает все данные с периферийных устройств. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например в электронной почте Relcom. Вся информация между двумя периферийными рабочими станциями проходит через центральный узел сети. Пропускная способность сети определяется мощностью узла и гарантируется каждой рабочей станцией. Коллизий (столкновений) данных не возникает. Каждая рабочая станция связана непосредственно с узлом.

«Звездообразная топология базируется на концентрации центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный узел имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети» [3, С.230].

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий сетей поскольку передача данных между рабочими станциями происходит через центральный узел по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями.

Частота передачи запросов от одной станции к другой невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях. Производительность сети в первую очередь зависит от мощности сервера. Он может быть узким местом сети. В случае выхода из строя узла нарушается работа всей сети. «Стандартно для организации топологии типа «Звезда» применяются сетевые карты ARCnet» [11].

Рис. 1. Топология «Звезда»

локальная вычислительная сеть компьютер

«Недостатки этой топологии: дополнительный расход кабеля, установка концентратора. Главное преимущество этой топологии перед шиной - более высокая надежность. Выход из строя одного или нескольких компьютеров на работу сети не влияет. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора приводит к падению сети» [7, С.343-344]. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

«При активной топологии «кольцо» (рис. 2) компьютерные сети связаны между собой по замкнутому кругу. Здесь используется витая пара или оптоволокно» [1, С.285]. Коммуникационная связь замкнута в кольцо. Сетевые сообщения циркулируют по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос.

Рис. 2. Топология «Кольцо»

Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять в дорогу по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в сеть. «Способ передачи данных по кольцу называется передачей маркера» [2, С. 423]. Основная проблема при кольцевой топологии состоит в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации. «Если происходит выход из строя одного компьютера, выйдет из строя вся сеть. Время, за которое происходит передача сообщений, увеличивается пропорционально возрастанию числа узлов в сети» [1, С.285]. Ограничения на протяженность сети не существует, так как она определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов (Hub - концентратор). В зависимости от числа рабочих станций, типа кабеля и сетевых адаптера применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Стандартно для реализации кольцевой топологии применяют сетевые карты Token Ring.

К достоинствам можно отнести то, что «к сети можно присоединить большее количество узлов, чем при использовании других топологий, так как при просмотре данных каждым узлом происходит усиление сигналов, а затем отправка их к следующему узлу» [8, С. 98].

К недостаткам относится то, что:

а) кольцевая топология требует наличия непрерывного соединения между всеми узлами;

б) разрыв прекращает работу всей сети;

в) для предотвращения такого сбоя используются резервные кабели.

Из-за прохождения данных через каждый узел пользователи могут просматривать все данные.

Структура сети в общем случае определяется следующими факторами: количеством объединяемых компьютеров, требованиями по надежности и оперативности передачи информации, экономическими соображениями и т.д.

«При топологии «шина» (рис. 3) среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены» [6, С. 272]. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Рабочие станции в любое время, без перерыва работы всей сети, могут быть подключены к ней или отключены.

При шинной топологии «все компьютеры подключаются к одному кабелю, на концах которого должны быть расположены, так называемые, терминаторы. Если отключение любого из компьютеров на работу сети никакого влияния не оказывает, то неисправность канала связи выводит из строя всю сеть» [1, С 284 ]. Этого недостатка лишена сеть, построенная на витой паре с использованием активных концентраторов. Обрыв кабеля в этом случае вызывает отключение только одного компьютера.

Рис. 3. Топология «Шина»

«Проблема шинной топологии состоит в том, что при прорыве в любой точке кабеля не только ПК одной стороны теряют контакт с другой стороной, но и каждая сторона теряет одну из конечных нагрузок. Потеря оконечной нагрузки вызовет отражение сигналов, что вызывает повреждение данных на шине» [4, С. 522].

Шинная топология также накладывает ограничение на число ПК, подключаемых к сети. Причина в том, что при продвижении по кабелю сигнал ослабляется. Необходима установка повторителей, усиливающих сигналы на определенных участках шины.

СМЕШАННАЯ ТОПОЛОГИЯ

Наряду с описанными базовыми топологиями, на практике применяются различные их комбинации. Это связано с тем, что «созданная на определенном этапе развития системы ЛВС с течением времени перестает удовлетворять потребности всех пользователей, и тогда встает проблема расширения ее функциональных возможностей» [9, С. 45]. Проблема расширения конфигурации сети может быть решена как в пределах ограниченного пространства, так и с выходом во внешнюю среду.

В самом простом варианте объединение ЛВС необходимо для расширения сети в целом, но технические возможности существующей сети исчерпаны, новых абонентов подключить к ней нельзя. Можно только создать еще одну ЛВС и объединить ее с уже существующей.

К сетям со смешанной топологией можно отнести, например, топологию "шина-звезда". Такая сеть состоит из нескольких концентраторов с подключенными к ним компьютерами. Сами же концентраторы соединены между собой кабелем по принципу "шина". «Так как к одному концентратору можно подключить ограниченное число хостов, смешанная топология находит широкое применение в крупных локальных сетях, связывающих сотни компьютеров» [13].

Рис. 4. Смешанная топология [5, С. 159]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время представить себе жизнедеятельность человека без современной техники просто невозможно.

В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему.

Ни одно предприятие не обходится без помощи компьютеров, объединяемых в сеть для возможности быстрой передачи данных и их обработки. От того, каким образом организованна локальная сеть зависят ее функциональные особенности и возможности, а именно: скорость передачи и обработки данных, ее надежность и проч.

В теоретической части я исследовала топологии построения локальных вычислительных сетей, их разновидности, предназначение и технические характеристики.

В практической части я сформулировала решение поставленной задачи, описала ее алгоритм и предоставила отчет о проделанной работе.

С каждым днем количество компьютеров увеличивается. Информатизация общества растет большими темпами. В ближайшем будущем количество компьютеров объединенных в сеть в несколько раз увеличится, что позволит повысить производительность, работоспособности и повысить документооборот.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Общая характеристика задачи

1. Построить таблицы по приведенным ниже формам (рис. 4, 5).

2. Определить средний балл экзаменационной сессии по курсам и по факультету.

3. Результаты округлить до одного десятичного знака после запятой, используя функцию ОКРУГЛ().

4. Определить рейтинг (место по уровню успеваемости) каждого курса, используя функцию РАНГ().

5. Результаты вычислений представить в графическом виде.

6. Используя табличные данные на рис. 4,5, сформировать и заполнить ведомость итогов экзаменационной сессии по факультету.

По данным таблицы на рис. 2 (графы 1 и 2) постойте круговую диаграмму с заголовком, подписями данных и легендой.

Рис. 4. Сведения о результатах экзаменационной сессии

Рис. 5. Средний балл по курсам и факультету

Описание алгоритма решения задачи

Средний балл по курсам

Средний балл по курсам находим по следующей формуле

А_N = В/C, где

А_N - средний балл курса N;

В - произведение конкретного балла на количество оценок;

C - количество оценок конкретного курса.

Средний балл по факультету

Средний балл по факультету находим по следующей формуле

F = А_N/5, где

F - средний балл по факультету;

А_N - средний балл курса N;

5 - количество курсов.

Выбор ППП

Для решения данной экономической задачи была выбрана среда табличного процессора MS Excel.