Учебно-методическое обеспечение темы "Локальные компьютерные сети"
Анализ учебно-методической литературы. Моделирование системы знаковых средств обучения. Топология компьютерных сетей. Правила сетевого взаимодействия. Кабели на основе витых пар. Конструирование средств тематического контроля. Аппаратура локальных сетей.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.06.2016 |
| Размер файла | 1,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Институт инженерно-педагогического образования
Кафедра информационных технологий
Курсовая работа
по методике профессионального обучения
на тему «Учебно-методическое обеспечение темы «Локальные компьютерные сети»»
дисциплины «Компьютерные сети»
Выполнил студент: Ситдиков К.Г.
Группа: ЗКТэ-302с
Проверил преподаватель: Рыжкова Т.В.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность учебно-методического обеспечение темы дисциплины «Компьютерные сети» для студентов СПО является проявление профессиональной компетенции, заинтересованности к данной дисциплине и разработка методики обучения, согласно подобранной системе уроков и соответствующим им источников литературе.
Главным образом, целью данной курсовой работы является разработка и создание учебно-методического обеспечения по темам «Локальные компьютерные сети» для студентов III курса СПО. При этом стояли следующие задачи, которые необходимо выполнить:
1. Проанализировать учебно-методическую документацию (ФГОС по направлению подготовки, учебного плана по направлению подготовки, учебной программы дисциплины, общей характеристики темы);
2. Проанализировать методику учебного материала (учебной литературы, при подборе учебного материала «Локальные компьютерные сети»);
3. Спроектировать и разработатьсистемы уроков по теме (теоретического и практического уроков обучения);
4. Смоделировать и разработать системы знаковых средств обучения (форм представления информации, дидактических средств)
При создании УМОТ по Локальным компьютерным сетям следует учитывать вышеперечисленные критерии, соответствовать требованиям, установленными государственными образовательными учреждениями.
1. АНАЛИЗ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 ФГОС по направлению подготовки
В соответствии с ФГОС CПО «ЕЭТК» по данному направлению подготовки 230103 «Автоматизированные системы обработки информации и управления» область профессиональной деятельности техника с профилем подготовки включает: подготовку обучающихся по профессиям и специальностям в образовательных учреждениях, реализующих образовательные программы среднего профессионального центрах по подготовке, переподготовке и повышению квалификации рабочих и специалистов по таблице 1.
Таблица 1 Образовательная программа ФГОС СПО
|
Освоение программы обучения |
Период обучаемости |
Поступление (вступительные испытания) |
Наименование квалификации |
|
|
На базе 11 классов(среднее полное общее образование) |
2 года 10 мес |
Засчитываются результаты ЕГЭ по русскому языку и математике |
Техник |
Основные виды деятельности техника:
· производственно-технологическая - анализ предметной области с точки зрения автоматизации обработки информации; формализация задачи по автоматизированной обработке информации; разработка технологического процесса автоматизированной обработки информации на основе типовых решений; определение состава необходимых информационно-программных и аппаратных средств; разработка компонентов типового информационно-программного обеспечения автоматизированных информационных систем; адаптация и внедрение типовых технологических процессов автоматизированной обработки информации; настройка типовых компонентов обеспечения автоматизированных информационных систем; информационно-программная эксплуатация автоматизированных информационных систем и компьютерных сетей;
· организационно-управленческая - организация работы коллектива исполнителей; планирование и организация работ; выбор оптимальных решений при планировании работ в условиях нестандартных ситуаций; участие в оценке качества и экономической эффективности деятельности; обеспечение техники безопасности.
· Выпускник должен уметь: осуществлять разработку типовых технологических процессов автоматизированной обработки информации, разработку, модификацию, адаптацию и сопровождение типовых компонентов автоматизированных информационных систем; производить установку, адаптацию, сопровождение и эксплуатацию типового программного обеспечения автоматизированных информационных систем; осуществлять выбор необходимых информационно-программных и аппаратных средств при формировании и модификации автоматизированных информационных систем; осуществлять эксплуатацию автоматизированных информационных систем; разрабатывать инструктивную документацию по сопровождению автоматизированных информационных систем; оценивать экономическую эффективность технологических процессов, применяемых в автоматизированных информационных системах.
· Выпускник должен знать: структуру автоматизированных информационных систем; процессы и стадии жизненного цикла автоматизированных информационных систем; методы проектирования автоматизированных информационных систем, основные этапы технологии проектирования; типовые компоненты автоматизированных информационных систем; классификацию автоматизированных информационных систем; архитектуру и технические характеристики персональных компьютеров; характеристики и возможности языков и сред программирования; технологию разработки и эксплуатации баз данных; особенности использования технологии «Клиент - Сервер» в автоматизированных информационных системах; характеристики и особенности эксплуатации вычислительных сетей различных типов; принципы построения распределенных информационных систем; состав программного обеспечения автоматизированных информационных систем; методы обеспечения информационной безопасности автоматизированных информационных систем; основные положения действующей нормативной документации; основы организации деятельности промышленного предприятия (организации) и управления им; основные показатели производственно-хозяйственной деятельности предприятия (организации); правила и нормы охраны труда, техники безопасности, промышленной санитарии и противопожарной защиты.
1.2 Анализ учебного плана по направлению подготовки
В минимум основных программ изучения дисциплины «Компьютерные сети» изучается на III курсе 6 семестра (230103 Автоматизированные системы обработки информации и управления (по отраслям)) отображено в таблице 2
Таблица 2 Программа изучения дисциплины «Компьютерные сети»
|
Наименование темы |
Объем аудиторных занятий (в часах) |
Объем сам.раб. студентов (в час.) |
|||||
|
лекции |
лаб. раб. |
пр. зан. |
сем. зан. |
Промежуточная аттестация |
|||
|
Локальные компьютерные сети |
5 |
3 |
- |
- |
8 |
11 |
|
|
Формы итогового контроля: |
Курс.работа (проект) |
Контр.работа |
Зачет |
Экзамен |
|||
|
Семестры: |
- |
- |
1 |
1.3 Анализ учебной программы дисциплины
Целью преподавания дисциплины является освоение студентами теоретических основ построения и принципов функционирования современных сетей и систем телекоммуникаций, а также получения практических навыков по их использованию при постановке задачи, проектировании и эксплуатации сетей, предназначенных для информационного обеспечения экономической деятельности.
Задачи дисциплины - научить студентов:
принципам построения (организации, структуры и архитектуры) и анализа современных компьютерных сетей;
построение моделей расчета производительности и надежности современных компьютерных сетей;
постановке и решению задач оптимального проектирования современных вычислительных сетей.
Техник должен обладать общими компетенциями общимикомпетенциями (ОК), включающими в себя:
ОК1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК3. Решать проблемы, оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях.
ОК4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК5. Использовать информационно-коммуникационные технологии совершенствования профессиональной деятельности.
ОК6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК7. Ставить цели, мотивировать подчиненных, организовывать и контролировать и х работу с принятием на себя ответственности за результат выполнения заданий.
ОК8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК9. Быть готовым к смене технологий в профессиональной деятельности.
Техник должен обладать профессиональными компетенциями (ПК), включающими в себя:
ПК1. Осуществлять монтаж кабельной сети и оборудования локальных сетей различной топологии.
ПК2. Осуществлять настройку сетевых протоколов серверов и рабочих станций.
ПК3. Выполнять работы по эксплуатации и обслуживанию сетевого оборудования.
ПК4. Обеспечивать работу системы регистрации и авторизации пользователей сети.
ПК5. Осуществлять системное администрирование локальных сетей.
знаковый сетевой кабель аппаратура
2. МЕТОДИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
2.1 Анализ учебной литературы
1) Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл Компьютерные сети. 5-е изд.
В литературе существует путаница между понятиями компьютерная сеть и распределенная система. Основное их различие заключается в том, что в распределенной системе наличие многочисленных автономных компьютеров незаметно для пользователя.
С его точки зрения, это единая связанная система. Обычно имеется набор программного обеспечения на определенном уровне (над операционной системой), которое называется связующим ПО и отвечает за реализацию этой идеи. Хорошо известные пример распределенной системы -- это Всемирная паутина (WorldWideWeb), в которой, с точки зрения пользователя, все выглядит как документ (веб-страница).
В компьютерных сетях нет никакой единой модели, нет и программного обеспечения для ее реализации. Пользователи имеют дело с реальными машинами, и со стороны вычислительной системы не осуществляется никаких попыток связать их воедино. Скажем, если компьютеры имеют разное аппаратное и программное обеспечение, пользователь не сможет этого не заметить. Если он хочет запустить программу на удаленной машине, ему придется явно зарегистрироваться на ней и явно дать задание на запуск.
На самом деле, распределенная система является программной системой, по-строенной на базе сети. Эта программная система обеспечивает высокую степень связности и прозрачности элементов. Таким образом, различие между компьютернойсетью и распределенной системой заключается в программном обеспечении (особеннов операционной системе), а не в аппаратуре.
Тем не менее, эти два понятия имеют очень много общего. Например, как компьютерная сеть, так и распределенная система занимаются перемещением файлов. Разница заключается в том, кто вызывает эти перемещения -- система или пользователь.
Хотя основной темой этой книги являются сети, многие разделы будут касаться и распределенных систем. Дополнительную информацию о распределенных системах.
2) Кузин А.В. Компьютерные сети
Рассматриваются общие вопросы построения компьютерных сетей: сетевые архитектуры, аппаратные компоненты, линии связи, сетевые модели, задачи и функции по уровням сетевой модели OSI, различия и особенности распространенных протоколов разных уровней, принципы адресации в сети, методы доступа к среде передачи данных. Приводятся особенности основных операционных систем, структура и информационные услуги территориальных сетей.
Для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальностям 230103 «Автоматизированные системы обработки информации и управления».
3) Финков М.В. -- СПб. «Сделай сам компьютерную сеть: Монтаж, настройка, обслуживание» Наука и техника, 2-е изд., перераб. и доп., 447 стр., 2006
Данная книга является превосходным практическим руководством по созданию и обслуживанию компьютерных сетей. С ее помощью вы узнаете, как спроектировать и настроить сеть в зависимости от своих задач и возможностей, какое оборудование использовать, какие программы применять. Для этого в книге все есть: от монтажа сети и конфигурирования сетевой карты до настройки сервера сети и организации общего подключения локальной сети к Интернету. Доступно и «со знанием дела» описываются все основные сетевые сервисы: DHCP, DNS, WINS, ActiveDirectory и другие, указывается, зачем они нужны и что делают.
Автор обладает огромным опытом создания и сопровождения сетей, а потому не понаслышке знаком со всеми особенностями этого процесса. Своим опытом он делится с вами и рассматривает множество «жизненных ситуаций». Например, вы узнаете, как настроить сеть, чтобы в ней одновременно работали и Windows-машины и Linux-машины, выясните, как организовать доступ к локальной сети (офиса) из удаленного места (дома), а также много другого. Наконец, вы научитесь выявлять и решать возникающие проблемы.
Книга написана простым и доступным языком. Предназначена начинающим сетевым администраторам, а также всем, кто хочет знать, как настраивается компьютерная сеть.
2.2 Подбор учебного материала «Локальные компьютерные сети»
Разработка плана урока теоретического обучения
1) Тема урока: «Топология КС».
2) Цель: формулирование понятия «Топология КС» на уровне применения;
Обучающая цель:
· Сформировать представление о понятии «Топология КС»
Воспитательная цель:
· Способствовать развитию толерантности, ответственности.
Развивающая цель:
· Способствовать развитию аналитического мышления.
1) При планировании урока воспользуемся опорным конспектом, установочная лекция, при помощи организации построения компьютерных сетей (см. Лекция 1. Топология компьютерных сетей (КС))
2) План урока состоит из структурных элементов и планов деятельности преподавателя/учащихся, согласно времени урока и количества учащихся (работавших) по таблице 3.
Таблица 3 Структура плана урока
|
Структурный элемент урока |
План деятельности преподавателя |
План Деятельности учащихся |
Время этапа урока |
Количество учащихся, работавших на данном этапе |
|
|
1.Топология КС |
|||||
|
1.1.Адресация в IP-сетях (применение новых знаний) |
Решение предложенных задач (5 заданий) |
30 минут Тест(13 заданий) |
4 человека |
||
|
1.2.Построение сети (шина, кольцо, звезда, дерево) |
Усвоение основных понятий темы. Применения и закрепление пройденного материала на лабораторных работах. |
Ведение конспектов 5 часов. Лабораторные работы 3 часов |
20 учащихся, разделенные на подгруппы |
3) Задачи по теме «IP-адресация»:
Согласны ли, вы, с мнением «Да» или «Нет»
1. Является ли запись IP адресом:
10000001.10000011.10011011.10100001
Ответ: (Да -> 128.131.155.161)
2. Является ли запись IP адресом:
11100101.100010110.10000010.11001110
Ответ: (Нет -> 229.278.130.206)
3. Определить, к какому классу относиться IP-адрес:
19.164.205.62
Ответ: (Класс А, т.к. первый октет попадает в диапазон 1-126)
4. Определить, к какому классу относиться IP-адрес:
195.191.201.162
Ответ: (Класс С, т.к. первый октет попадает в диапазон 192-223)
5. Определить, к какому классу относиться IP-адрес:
159.246.214.93
Ответ: (Класс B, т.к. первый октет попадает в диапазон 128-191)
4) Домашнее задание:
Подготовиться к проверочной работе по теме IP-адресация. На проверочной работе будут даны задания, подобные тем, которые решались на уроке.Лекция 1. Топология компьютерных сетей (КС).
Топология - это способ организации связи между узлами сети.
1. Общая шина -- такая сеть ориентирована на полное равноправие всех абонентов. При выходе из строя любого компьютера нарушается только обмен с неисправным компьютером, а вся остальная сеть остаётся работоспособной. Чтобы предотвратить отражение сигнала установим терминаторы. Обычно сигнал передается в 2х направлениях.
Достоинства: простота в установке; хорошо работает в маленьких сетях (до 10 компьютеров); меньше расход кабеля, легко добавить новые узлы.
Недостатки: затруднен поиск неисправностей; неисправность кабеля приводит к неработоспособности всей сети; интенсивный сетевой трафик снижает производительность сети.
2. Кольцо -- Это последовательное соединение абонентов в замкнутое кольцо. Обычно эл. сигнал от одного устройства к др. в одном направлении, каждое устройство включает в себя разъем для входящего кабеля и для исходящего. На устройстве происходит регенерация сигнала.
Достоинства: легко найти неисправный участок кабеля; использование двойного кольца повышает устойчивость к неисправностям.
Недостатки: скорость работы снижается при добавлении новых узлов, подключение новых узлов, неисправность выводит всю цепь из строя.
3. Звезда -- В такой сети всегда есть чётко выделенное центральное устройство, осуществляемое всё управление обменом в сети, и через которое проходит вся информация. Электрический сигнал передается от сетевых устройств к концентратору, далее концентратор пересылает сигнал др. сетевым устройствам.
Достоинства: легко найти неисправность и изолировать ее; легко расширять и изменять конфигурацию, повреждение одного кабеля не выводит сеть из строя.
Недостатки: значительный расход кабеля; отказ концентратора м. повлиять на всю сеть; ограниченное количество портов на центральном устройстве (максимум 48).
4. Дерево (иерархическая звезда) - центр устройство объединяет коммутаторы нижнего уровня, к которым подключены остальные узлы. Много где используется.
Достоинства: все преимущества звезды + неограниченное добавление новых узлов
Недостатки: отказ центр устройства выводит всю сеть из строя, неисправность коммутаторов нижнего уровня выводит из строя всю ветку, большое количество кабеля.
5. Граф: полный (каждый узел соединен с каждым) частичный (одни узлы соединены со всеми, другие -- нет).
Достоинства: можно легко найти и изолировать неисправный сегмент; высокая отказоустойчивость; безопасно - передается напрямую адресату.
Недостатки: сложна в установке и изменении конфигурации; большой расход кабеля.
6. Сотовая - пространство физически распределено на соты, устройства находящиеся в пределах соты связываются с центральным устройством или концентратором. Концентраторы связываются между собой и образуют сетевую инфраструктуру. Используют беспроводную связь, и, структура зависит от места положения концентратора. Устройство перемещаться из одной соты в др. без потери связи.
Достоинства: возможность мобильного перемещения; не требует изменения конфигурации при добавлении или перемещении пользователя; легко найти и изолировать неисправность, нет проводов.
Недостатки: высокая стоимость; низкая защита информации; относительно низкие скорости передачи данных.
Лекция 2. Правила сетевого взаимодействия
Суть сети - это соединение разного оборудования, из этого вытекает проблема совместимости этого оборудования. Все развитие комп-ной отрасли отражено в разработке стандартов, потому что без правил и стандартов, сеть не м. функционировать на 100% (из-за несовместимости оборудования возникают конфликты в сети, что существенно влияет на качество и скорость).
Сетевые стандарты:
1) стандарты отдельных фирм (например: графический интерфейс OPEN LOOK для Unix-систем фирмы Sun);
2) стандарты спец-х комитетов и объединений, создаются несколькими фирмами (например: стандарты союза FastEthernetAlliance по разработке стандартов 100Мбит Ethernet).
3) национальные стандарты (например: стандарты безопасности для ОС, разработанные Национальным центром компьютерной безопасности Мин. обороны США).
4) международные стандарты (например: модель и стек коммуникационных протоколов Международной организации по стандартам (ISO), это про модель и стек OSI).
Протокол -- свод правил и стандартов, по к-рым взаимодействуют различные устройства и сетевые службы. Если протоколы группируются вместе для выполнения к-либо задачи, образуется набор протоколов.
Стек -- это набор протоколов, упорядоченных в иерархию. Стек протокола -- конкретная реализация правил.
Лекция 3. Кабели на основе витых пар
· Витые пары проводов используются в самых дешевых и на сегодняшний день, пожалуй, самых популярных кабелях. Кабель на основе витых пар представляет собой несколько пар скрученных изолированных медных проводов в единой диэлектрической (пластиковой) оболочке. Он довольно гибкий и удобный для прокладки. Обычно в кабель входит две или четыре витые пары.
· Неэкранированные витые пары характеризуются слабой защищенностью от внешних электромагнитных помех, а также слабой защищенностью от подслушивания с целью, например, промышленного шпионажа. Перехват передаваемой информации возможен как с помощью контактного метода (посредством двух иголочек, воткнутых в кабель), так и с помощью бесконтактного метода, сводящегося к радиоперехвату излучаемых кабелем электромагнитных полей. Для устранения этих недостатков применяется экранирование.
В случае экранированной витой пары STP каждая из витых пар помещается в металлическую оплетку-экран для уменьшения излучений кабеля, защиты от внешних электромагнитных помех и снижения взаимного влияния пар проводов друг на друга (crosstalk - перекрестные наводки). Естественно, экранированная витая пара гораздо дороже, чем неэкранированная, а при ее использовании необходимо применять и специальные экранированные разъемы, поэтому встречается она значительно реже, чем неэкранированная витая пара.
Основные достоинства неэкранированных витых пар - простота монтажа разъемов на концах кабеля, а также простота ремонта любых повреждений по сравнению с другими типами кабеля. Все остальные характеристики у них хуже, чем у других кабелей. Например, при заданной скорости передачи затухание сигнала (уменьшение его уровня по мере прохождения по кабелю) у них больше, чем у коаксиальных кабелей. Если учесть еще низкую помехозащищенность, то становится понятным, почему линии связи на основе витых пар, как правило, довольно короткие (обычно в пределах 100 метров). В настоящее время витая пара используется для передачи информации на скоростях до 100 Мбит/с и ведутся работы по повышению скорости передачи до 1000 Мбит/с.
Согласно стандарту EIA/TIA 568, существуют пять категорий кабелей на основе неэкранированной витой пары (UTP):
Кабель категории 1 -- это обычный телефонный кабель (пары проводов не витые), по которому можно передавать только речь, но не данные. Данный тип кабеля имеет большой разброс параметров (волнового сопротивления, полосы пропускания, перекрестных наводок).
Кабель категории 2 - это кабель из витых пар для передачи данных в полосе частот до 1 МГц. Кабель не тестируется на уровень перекрестных наводок. В настоящее время он используется очень редко. Стандарт EIA/TIA 568 не различает кабели категорий 1 и 2.
Кабель категории 3 -- для передачи данных в полосе часто до 16 МГц. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом.
Кабель категории 4 - это кабель, передающий данные в полосе частот до 20 МГц. Используется редко, так как не слишком заметно отличается от категории 3. Стандартом рекомендуется вместо кабеля категории 3 переходить сразу на кабель категории 5. Кабель категории 4 тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Кабель был разработан для работы в сетях по стандарту IEEE 802.5.
Кабель категории 5 - рассчитан на передачу данных в полосе частот до 100 МГц. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Рекомендуется к применению в сетях FastEthernet.
Кабель категории 6 - кабеля для передачи данных в полосе частот до 200 МГц. Кабель тестируется на все параметры и имеет волновое сопротивление 100 Ом. Рекомендуется к применению в сетях GigabitEthernet.
Кабель категории 7 - перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 600 МГц.
Кабель категории 8 - перспективный тип кабеля для передачи данных в полосе частот до 1200 МГц.
Лекция 4. Оптоволоконные кабели.
Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель -- это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.
Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1-10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае мы имеем дело с режимом, так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется, однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).
Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам этот сигнал принципиально не порождает внешних электромагнитных излучений.
Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как это требует нарушения целостности кабеля. Теоретически возможная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 1012 Гц, что несравнимо выше, чем у любых электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля. Однако в данном случае необходимо применение специальных оптических приемников и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.
Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет около 5 дБ/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, он просто не имеет конкурентов.
Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки. Главный из них - высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа.
Хотя оптоволоконные кабели и допускают разветвление сигналов (для этого выпускаются специальные разветвители на 2-8 каналов), как правило, их используют для передачи данных только в одном направлении, между одним передатчиком и одним приемником. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети.
Оптоволоконный кабель менее прочен, чем электрический, и менее гибкий (типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10--20 см). Чувствителен он и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. Чувствителен он также к резким перепадам температуры, в результате которых стекловолокно может треснуть.
Оптоволоконные кабели чувствительны также к механическим воздействиям (удары, ультразвук) -- так называемый микрофонный эффект. Для его уменьшения используют мягкие звукопоглощающие оболочки.
Применяют оптоволоконный кабель только в сетях с топологией «звезда» и «кольцо». Никаких проблем согласования и заземления в данном случае не существует. Кабель обеспечивает идеальную гальваническую развязку компьютеров сети. В будущем этот тип кабеля, вероятно, вытеснит электрические кабели всех типов или, во всяком случае, сильно потеснит их. Запасы меди на планете истощаются, а сырья для производства стекла более чем достаточно.
Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:
ѕ многомодовый (multimode), или мультимодовый, кабель, более дешевый, но менее качественный;
ѕ одномодовый (singlemode) кабель, более дорогой, но имеющий лучшие характеристики.
Основные различия между этими типами связаны с разным режимом прохождения световых лучей в кабеле.
В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень незначительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики сравнительно дороги.
Лекция 5. Оборудование для локальных сетей.
Аппаратура локальных сетей обеспечивает взаимодействие по сети между абонентами. Выбор аппаратуры имеет важнейшее значение на этапе проектирования сети, так как стоимость аппаратуры составляет наиболее существенную часть от стоимости сети в целом, а замена аппаратуры связана не только с дополнительными расходами, но зачастую и с трудоемкими работами. К аппаратуре локальных сетей относятся:
- кабели для передачи информации;
- разъемы для присоединения кабелей;
- согласующие терминаторы;
- сетевые адаптеры;
- репитеры;
- трансиверы;
- концентраторы;
- мосты;
- маршрутизаторы;
- шлюзы.
Лекция 6. IP - адресация
IP-адрес является основным видом адресации в Internet. Он обозначает не только компьютер, но и сегмент сети, в котором находится данный компьютер. Например, адрес 192.123.004.010 соответствует узлу номер 10 в сети 192.123.004. У другого узла в этом же сегменте может быть номер 20 и т.д. Сети и узлы в них - это отдельные объекты с отдельными номерами.
IP-адрес - представляет собой 32-разрядное двоичное число (например, 11000000 01111011 00001010). Для удобства оно разбивается на четыре восьмиразрядных поля, называемых октетами. TCP/IP представляет эти двоичные октеты их десятичными эквивалентами (в данном примере это 192.123.004.010), что облегчает использование IP-адресов для человека.
Маски подсетей.
Часто перед администраторами локальных сетей встает необходимость разбиения вверенной им сети на несколько подсетей. Делается это с помощью маски подсети. Маска подсети заставляет сетевое программное обеспечение иначе интерпретировать IP-адреса машин, входящих в сеть.
Рассмотрим, например, адрес хоста 192.123.004.010. Это адрес класса С, в котором первые 24 бита обозначают номер сети. Остальные 8 битов обозначают хост. Можно установить сетевую маску так, чтобы первые 25 битов обозначали сеть, а остальные 7 - хост.
Последние 8 битов администратор локальной сети может использовать так, как ему нужно. Можно их использовать обычным образом, для обозначения хост-машин. Но есть и другой вариант: назначить некоторые из оставшихся 8 битов подсетям. По сути дела, сетевая часть адреса получает еще одно поле, а диапазон номеров хостов сокращается.
Рассмотрим воображаемую компанию, WindowsInc., которая использует и сети Ethernet, и кольцевые сети с маркерным доступом. Ей выделен, однако, только один сетевой адрес класса С, 192.123.004. Вместо того чтобы использовать последний октет для обозначения 254 хостов в одной сети, компания решила ввести в адрес маску подсети, "позаимствовав" первый бит последнего октета. В результате создаются две подсети по 128 возможных хост-номера в каждой. Изучая свои сетевые номера, Windows Inc. видит следующее по таблице 4
Таблица 4 Сетевые IP-адреса
|
Сегмент |
Адрес сети |
Адреса узлов* |
|
|
Ethernet |
192.123.004 |
001-127 |
|
|
Token Ring |
192.123.004 |
128-254 |
*Номера 000 и 255 зарезервированы
Следует, однако, учесть, что устройства в сети не выполняют эту логическую разбивку автоматически. Основываясь на идентификаторе класса С в начале адреса, они продолжают считать, что последние 8 битов адреса обозначают хост. Поэтому о принятой маске нужно сообщить всем устройствам в сегменте сети.
В маске подсети используется очень простой алгоритм. Если бит маски установлен в 1, это часть номера сети. Если бит маски установлен в 0, это часть номера хоста. Следовательно, маска подсети для приведенного выше примера имеет вид 11111111 11111111 11111111 10000000.
Маска - это число, двоичная запись которого содержит единицы в тех разрядах, которые должны интерпретироваться как номер сети.
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УРОКОВ ПО ТЕМЕ
3.1 Разработка плана уроков практического обучения
Инструкции проведения лабораторной работы:
Тема работы: «Построение сети по топологии «звезда» на базе коммутатора»
Задание:
1) Подключить 4 ПК к коммутатору;
2) Настроить сеть;
3) Проверить сеть.
Цель работы: Научиться строить сеть на базе коммутатора.
Оборудование:
1) 4 ПК с сетевыми портами Ethernet с ОС Win7, WinXP, Win8, Ubuntu;
2) 4 отрезка кабеля UTP 5 категории, коннекторы RJ-45 или четыре готовых патч-корда;
3) Установленные на каждом ПК драйвера сетевого интерфейса.
Технологическая карта лабораторной работы изображена в таблице 5
Таблица 5. Технологическая карта лабораторной работы «Построение сети по топологии «звезда» на базе коммутатора»
|
№ п/п |
Содержание задания |
Метод исследования |
Операция и способ выполнения |
Контроль |
|
|
1 |
Настройка ПК А, прописывание IP-адреса, маски, шлюза. |
Репродуктивный |
Пошаговое открытие вкладок, диалоговых окон. 1.Включите все 4 компьютера: компьютер А (Win7),компьютер Б (win ХР), компьютер В (Win 8) компьютер Г(Ubuntu). Также подключите коммутатор (свитч) в сеть электропитания. Возьмите 4 готовыхпатч-корда, обжатых по стандарту прямого обжима (Т568В) и выполните соединение каждого компьютерного порта с портом коммутатора как показано на рис.1. |
Рис1. Подключение к концентратору ПК |
|
|
На коммутаторе должно загореться 4 световых индикатора. Далее поочередно настройте сетевые интерфейсы компьютеров. Приступите к настройке сетевых интерфейсов на компьютере А. Зайдите на компьютере А в Пуск->Панель управления->Центр управления сетями и общим доступом. В левой части экрана нажмите на изменение параметров адаптера (рис.2). |
Рис2. Настройка ПК А |
||||
|
Так как в ПК А установлено две сетевые платы (карты), то на экране отобразиться два сетевых подключения, одно из которых будет подключено. Второе покажет, что сетевой кабель не подключен. Нажмите 1 раз правым кликом по мыши, выберите пункт свойства и настройте подключенное соединение (рис.3). Примечание: Последние октеты ip-адреса и маски подсети установите самостоятельно. |
Рис3. Настройка Ip- адреса |
||||
|
2 |
Настройка ПК Б, прописывание IP-адреса, маски, шлюза. |
Алгоритмический |
Далее перейдите к настройке компьютера Б: в меню Пуск->Сетевые подключения->Отобразить все подключения. |
Рис 4. Настройка ПК Б |
|
|
Кликните правой кнопкой мыши по сетевому подключению (в нашем случае Win7). Далее в контекстном меню выберите свойства. Далее нажмите левой кнопкой мыши по вкладке «протокол версии 4(TCP/IPV4). Поставьте галочку на «Использовать следующий IP-адрес». Задайте IP-Адрес и маску подсети как показано (рис.5). Примечание: Последние октеты ip-адреса и маски подсети установите самостоятельно. |
Рис 5. Настройка ip-адреса |
||||
|
3 |
Настройка ПК В, прописывание IP-адреса, маски, шлюза. |
Частично-поисковый |
Настройка компьютера В. Нажмите в верхнем правом углу на значок подключений затем нажмите на строчку “EditСonnections”. В появившейся таблице нажмите на “Add”. В следующей таблице задайте тип подключения. В системе Ubuntu по умолчанию настроенEthernet, поэтому просто нажимаем кнопку “Create”. Рисунок 6. |
Рис6. Настройка ПК В |
|
|
В следующем окне нажмите на вкладку IPv4 Settings. В поле Method выберите Manual. Далее нажмите на кнопку Add и задайте подходящие для нашей сети настройки ip-адреса и маски подсети. Поле gateway оставьте пустым. Нажмите Save. Рисунок 7. |
Рис.7 Настройка ip-адреса ПК В |
||||
|
4 |
Настройка ПК Г, прописывание IP-адреса, маски, шлюза. |
Репродуктивный |
Настройте компьютер Г. Наведите курсор в нижний правый угол. В появившемся окне выберите «Параметры». |
Рис. 8 Настройка ПК Г |
|
|
Зайдите в Панель управления>Центр управления сетями и общим доступом. Нажмите на изменение параметров. Далее нажмите правой кнопкой мыши на сетевое подключение в нашем случае Ethernet. Нажмите на протокол Интернета версии 4(TCP/IPv4). Далее поставьте галочку на «Использовать следующий IP-адрес:». Задайте настройки ip-адреса и маски подсети (рис.9). Примечание: Последние октеты ip-адреса и маски подсети установите самостоятельно. |
Рис.9 Настройка ip-адреса ПК Г |
||||
|
5 |
Проверка соединения при наличии ping |
Диагностический |
Проверьте соединение командой ping. Для этого на компьютере Б нажмите комбинацию клавиш Windows +R в появившемся окне напишите cmd, нажмите Enter. Затем пропишите команду ping 192.168.1.3 (адрес компьютера В). Начнется обмен пакетами, если все пройдет успешно, то отправленных и полученных будет по 4 шт. По аналогии «пропингуйте» остальные 4 адреса. Рис. 10. |
Рис.10 Проверка соединения |
Размещено на http://www.allbest.ru/
4. Моделирование системы знаковых средств обучения
Разработка формы представления информации
Опорный конспект «Топология КС»:
Общая шина -- такая сеть ориентирована на полное равноправие всех абонентов. При выходе из строя любого компьютера нарушается только обмен с неисправным компьютером, а вся остальная сеть остаётся работоспособной.
Кольцо -- Это последовательное соединение абонентов в замкнутое кольцо. Обычно эл. сигнал от одного устройства к др. в одном направлении, каждое устройство включает в себя разъем для входящего кабеля и для исходящего. На устройстве происходит регенерация сигнала.
Звезда -- В такой сети всегда есть чётко выделенное центральное устройство, осуществляемое всё управление обменом в сети, и через которое проходит вся информация. Электрический сигнал передается от сетевых устройств к концентратору, далее концентратор пересылает сигнал др. сетевым устройствам.
Дерево (иерархическая звезда) - центр устройство объединяет коммутаторы нижнего уровня, к которым подключены остальные узлы. Много где используется.
Подсеть- это некоторое подмножество сети, не пересекающееся с другими подсетями.
Подсеть - несколько компьютеров сети, имеющие один уникальный сетевой адрес. Если представить что город с множеством домов это сеть, то каждый отдельный дом, это отдельная подсеть, а люди, живущие в этом доме это компьютеры этой самой подсети.
IP адрес - уникальный 32-битный идентификатор IP-интерфейса в сети.
IP адрес - 4 числа, разделенные точками, значение каждого из которых не превышает 255 и их комбинация уникальна для каждого компьютера сети.
MAC-адрес состоит из двух частей - 24-разрядного уникального идентификатора организации OUI (OrganizationallyUniqueIdentifier), назначаемого Комитетом IEEE каждому производителю оборудования, и 24-разрядного номера назначаемого самим производителем для каждой изготовленной им сетевой карты.
5. Разработка дидактические средства
Разработка листов рабочей тетради по опорному конспекту «Адресация IP-адресов».
Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:
__________________, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети - это ____________ сетевого адаптера или порта маршрутизатора. Эти адреса назначаются ____________________________ и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано.
________ состоит из ___ байт. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. _________ состоит из двух частей: номера сети и номера узла.
_______________________ назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также _________________, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.
Специальные адреса
В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:
если IР-адрес состоит только из _______________, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;
если в поле номера сети стоят _______________, то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;
6. Конструирование средств тематического контроля
Разработка теста тематического контроля по тему: «Адресация в IP-сетях» для оценки уровня усвоения теоретического материала:
Выберите правильный вариант ответа.
Задание 1.
IP-адрес состоит из двух частей - идентификатора сети(network ID) и идентификатора узла(host ID)
А) Да
Б) Нет
Задание 2.
Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая - к номеру узла, определяется значениями первых бит IP-адреса.
А) Да
Б) Нет
Задание 3.
Двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как адрес сети
А) Да
Б) Нет
Задание 4.
При уменьшении количества бит для маски подсети количество подсетей
А) Увеличивается;
Б) Не изменяется;
В) Уменьшается;
Задание 5.
При увеличенииколичества бит для маски подсети число узлов в каждой подсети
А) Увеличивается;
Б) Не изменяется;
В) Уменьшается;
Задание 6.
IP-адрес имеет длину 4 байта
А) Да;
Б) Нет;
Задание 7.
Маска - число, которое используется в паре с MAC адресом
А) Да;
Б) Нет;
Задание 8.
Максимальное количество хостов сети 192.168.0.0/27
А)254
Б)30
В)2
Г)32
Задание 9.
Двоичная запись маски содержит единицы в тех разрядах, которые должны в IP-адресе интерпретироваться как номер
А) Сети
Б) Узла
Задание 10.
Маска - уникальный идентификатор устройства, подключенного к локальной или глобальной компьютерной TCP/IP сети
А) Да;
Б) Нет;
Задание 11.
Подсеть это физический сегмент TCP/IP сети, в котором используются IP адреса с общим идентификатором сети.
А) Да;
Б) Нет;
Задание 12.
В IP-адресе все биты не могут быть установленными в 1
А) Да;
Б) Нет;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Методический анализ позволяет осуществить отбор, анализ и переработку учебного материала, а также выбрать средства и методы обучения в соответствии с учетом специфики формируемых понятий и психологических закономерностей познавательной деятельности учащихся.
Таким образом, методический анализ играет важную роль при подготовке современного урока и его последующей эффективной реализации. Итогом курсовой работы стал проведенный методический анализ темы «Локальные компьютерные сети» дисциплины «Компьютерные Сети».
Таким образом, в ходе данной курсовой работы были решены следующие задачи:
1) Выполнен анализ учебно-программной документации;
2) Проведен отбор учебного материала;
3) Разработан опорный конспект;
4) Разработаны листы рабочей тетради;
5) Разработан тест тематического контроля.
Таким образом, следует считать, что задачи курсовой работы решены, и цель исследования достигнута.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. М.Г. Шалунова, М.Г., Н.Е. Эрганова. «Практикум по методике профессионального обучения» - Екатеринбург: «Изд-во РГППУ 2005. 67 С.
2. Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл «Компьютерные сети». 5-е изд.
3. М.В. Финков М.В «Сделай сам компьютерную сеть: СПб.
4. В.Г. Олифер «Компьютерные сети, технологии, протоколы» - СПБ., 2001. -672 С.
Размещено на Allbest.ur
Подобные документы
Плюсы и минусы использования компьютерных сетей, их типы: локальные, корпоративные, муниципальные и глобальные. Технология "клиент-сервер". Схема (топология) "общая шина", "звезда". Аппаратура для построения сетей: адаптеры, хабы, кабели, свитчи.
презентация [708,7 K], добавлен 22.11.2015Теоретические основы организации локальных сетей. Общие сведения о сетях. Топология сетей. Основные протоколы обмена в компьютерных сетях. Обзор программных средств. Аутентификация и авторизация. Система Kerberos. Установка и настройка протоколов сети.
курсовая работа [46,3 K], добавлен 15.05.2007Создание компьютерных сетей с помощью сетевого оборудования и специального программного обеспечения. Назначение всех видов компьютерных сетей. Эволюция сетей. Отличия локальных сетей от глобальных. Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей.
презентация [72,8 K], добавлен 04.05.2012Особенности, отличия, топология и функционирование локальных компьютерных сетей. Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей. Основные протоколы передачи данных, их установка и настройка. Аутентификация и авторизация; система Kerberos.
курсовая работа [67,7 K], добавлен 20.07.2015Функции компьютерных сетей (хранение и обработка данных, доступ пользователей к данным и их передача). Основные показатели качества локальных сетей. Классификация компьютерных сетей, их главные компоненты. Топология сети, характеристика оборудования.
презентация [287,4 K], добавлен 01.04.2015Классификация компьютерных сетей в технологическом аспекте. Устройство и принцип работы локальных и глобальных сетей. Сети с коммутацией каналов, сети операторов связи. Топологии компьютерных сетей: шина, звезда. Их основные преимущества и недостатки.
реферат [134,0 K], добавлен 21.10.2013Понятие и структура компьютерных сетей, их классификация и разновидности. Технологии, применяемые для построения локальных сетей. Безопасность проводных локальных сетей. Беспроводные локальные сети, их характерные свойства и применяемые устройства.
курсовая работа [441,4 K], добавлен 01.01.2011Эволюция вычислительных систем. Базовые понятия и основные характеристики сетей передачи информации. Задачи, виды и топология локальных компьютерных сетей. Модель взаимодействия открытых систем. Средства обеспечения защиты данных. Адресация в IP-сетях.
лекция [349,0 K], добавлен 29.07.2012Сущность и классификация компьютерных сетей по различным признакам. Топология сети - схема соединения компьютеров в локальные сети. Региональные и корпоративные компьютерные сети. Сети Интернет, понятие WWW и унифицированный указатель ресурса URL.
презентация [96,4 K], добавлен 26.10.2011Передача информации между компьютерами. Анализ способов и средств обмена информацией. Виды и структура локальных сетей. Исследование порядка соединения компьютеров в сети и её внешнего вида. Кабели для передачи информации. Сетевой и пакетный протоколы.
реферат [1,9 M], добавлен 22.12.2014
