«Связь и компьютерные сети» - Курсовая работа

Содержание

Введение 3

1. Компьютерные сети 5

1.1 Понятие и сущность компьютерных сетей 5

1.2 Классификация компьютерных сетей 8

2. Связь в компьютерных сетях 15

2.1 Канали связи 15

2.2 Стандарты линий связи 24

Заключение 35

Список литературы 37

Приложения 39

Глоссарий 41

Введение

В настоящее время уровень развития информационно-технологических средств обработки, хранения и передачи информации развит настолько, что их использование встречается практически во всех сферах деятельности человека. Современные условия развития общества требуют от специалистов оперативного поиска нужной информации и решения возникающих перед ними задач. Основным средством, выступающим в роли помощника, в подобных случаях является компьютер.

Вследствие широкого распространения компьютеров и информационного бума, который переживает человечество, с азами организации и принципами функционирования компьютерных сетей должен быть знаком всякий технически грамотный специалист.

Представленная работа содержит базовые сведения о принципах построения компьютерных сетей и особенностях технологий, используемых в локальных и глобальных сетях.

Для построения компьютерной сети необходима связь, а точнее линии связи. Именно изучение линий связи в компьютерных сетях и является целью представленной работы.

Достижение поставленной цели требует решения ряда задач:

1. Определить понятие и сущность компьютерных сетей;

2. Изучить классификации компьютерных сетей;

3. Рассмотреть основные виды линий связи, применяемых в компьютерных сетях;

4. Исследовать стандарты различных линий связи.

Представленная курсовая работа состит из двух глав. В первой главе представлена теоретическая информация о сущности и видах компьютерных сетей. Во второй главе раскрывается понятие линий связи, приводятся их основные характеристики, перечислятся основные виды каналов связи, применяемые в компьютерных сетях; рассматриваются основные стандарты линий связи для компьютерных сетей.

Выдержка из текста работы

1. Компьютерные сети

1.1 Понятие и сущность компьютерных сетей

Современный уровень развития человеческого общества требует наглядных форм представления и удобных средств хранения больших объемов разнородной информации, а также высоких скоростей как ее обработки, так и передачи различным пользователям. В связи с этим логически обоснованным явился переход от централизованной обработки данных на отдельных ЭВМ к распределенной обработке данных, выполняемой на независимых, но связанных между собой компьютерах. Такой переход во многом стал возможным благодаря повсеместному распространению персональных компьютеров (ПК). В настоящее время наиболее важным применением ПК становится создание компьютерных сетей, обеспечивающих единое информационное пространство для многих пользователей.

Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования аппаратных, программных и информационных ресурсов сети.

Основным назначением компьютерной сети является обеспечение простого и удобного доступа пользователя к распределенным общесетевым ресурсам и организация их коллективного использования при надежной защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение передачи информации между пользователями сети. Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать дорогостоящее оборудование (например, магнитные диски и оперативную память большой емкости, высококачественные принтеры), иметь общие программные средства и данные.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

Абонентская система состоит из станции и подключенных к ней абонентов сети. Под станцией понимается аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации, а под абонентами сети – объекты (например, ПК), генерирующие или потребляющие информацию в сети.

Коммуникационная сеть представляет собой совокупность передатчиков и приемников (расположенных в узлах связи), сообщений и каналов связи (каналов передачи данных).

Здесь:

передатчик – это устройство, являющееся источником данных;

приемник – устройство, принимающее данные;

сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи;

канал связи – физическая среда, обеспечивающая распространение сигналов, и аппаратные средства, передающие информацию от одного узла связи к другому.

Направляемые в сеть сообщения оформляются в виде специальных пакетов. Пакет – это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. Структурно пакет состоит из трех частей: заголовок, данные, трейлер.

Заголовок должен включать адрес источника, адрес места назначения, инструкцию о дальнейшем маршруте передачи пакета, информацию о том, как объединить предаваемый пакет с остальными, чтобы получить информацию в исходном виде.

Данные представляют собой блок информации фиксированного размера, зависящего от типа сети. Трейлер обычно содержит информацию для проверки ошибок.

Суммарный объем информации (измеряемый в битах), проходящей между узлами связи в коммуникационной сети, называется сетевым трафиком. Следует отметить, что чем интенсивней сетевой трафик, тем более совершенное аппаратное и программное обеспечение требуется для эффективного функционирования сети в целом.

Чтобы обеспечить передачу информации из компьютера в коммуникационную сеть и обратно, необходимо согласовать внутренние сигналы компьютера с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. Технические устройства, выполняющие требуемое согласование, называются сетевыми адаптерами.

Для передачи цифровой информации из компьютера по аналоговому каналу связи (например, телефонному кабелю) не-обходимо поток битов преобразовать в аналоговые сигналы, а при приеме информации из канала связи в компьютер нужно выполнить обратное преобразование. Для этого используется специальное устройство – модем, выполняющее модуляцию и демодуляцию сигналов.

Для увеличения протяженности кабельной компьютерной сети используются баррел-коннекторы, которыми злоупотреблять не стоит, так как сигнал при этом ослабевает, а также репитеры – устройства, обеспечивающие сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом канала связи, расстояние.

Поскольку наиболее дорогим компонентом компьютерной сети является канал связи, то в целях экономии могут использоваться специальные устройства – концентраторы, коммутирующие несколько внутренних каналов связи на один внешний.

Функционирование компьютерной сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить следующие задачи:

– распознать данные;

– разбить данные на управляемые блоки (пакеты);

– добавить к каждому блоку информацию о местонахождении отправляемых данных и получателя;

– добавить информацию для синхронизации передачи;

– добавить информацию для проверки ошибок;

– поместить данные в сеть и отправить их по заданному адресу.

При выполнении этих задач сетевая операционная система должна руководствоваться определенными правилами, обеспечивающими совместимость, т. е. нормальное взаимодействие аппаратного и программного обеспечения различных производителей компьютеров.

Заключение

При построении сетей применяются линии связи, использующие различную физическую среду: телефонные и телеграфные провода, подвешенные в воздухе, медные коаксиальные кабели, медные витые пары, волоконно-оптические кабели, радиоволны.

Линии связи могут использовать, кроме кабеля, промежуточную аппаратуру, прозрачную для пользователей. Промежуточная аппаратура выполняет две основные функции: усиливает сигналы и обеспечивает постоянную коммутацию между парой пользователей линии.

В зависимости от типа промежуточной аппаратуры линии связи делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых линиях связи для уплотнения низкоскоростных каналов абонентов в общий высокоскоростной канал используется метод разделения частот (FDM), а в цифровых - метод разделения во времени (TDM).

Для характеристики способности линии передавать сигналы произвольной формы без значительных искажений применяется ряд показателей, использующих в качестве тестового сигнала синусоиды различной частоты. К этим показателям относятся: амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание сигнала на определенной частоте.

В компьютерных сетях применяются кабели, удовлетворяющие определенным стандартам. Современные стандарты определяет характеристики не отдельного кабеля, а полного набора элементов, необходимого для создания кабельного соединения, например шнура от рабочей станции до розетки, самой розетки, основного кабеля, жесткого кроссового соединения и шнура до концентратора. Сегодня наиболее употребительными стандартами являются: американский стандарт EIA/TIA-568A, международный стандарт ISO/IEC 11801, европейский стандарт EN50173, а также фирменный стандарт компании IBM.

Стандарты определены для четырех типов кабеля: на основе неэкранированной витой пары, на основе экранированной витой пары, коаксиального и волоконно-оптического кабелей.

Кабель на основе неэкранированной витой пары в зависимости от электрических и механических характеристик разделяется на 5 категорий. Кабели категории 1 применяются там, где требования к скорости передачи минимальны. Главная особенность кабелей категории 2 - способность передавать сигналы со спектром до 1 МГц. Кабели категории 3 широко распространены и предназначены как для передачи данных, так и для передачи голоса. Кабели категории 4 представляют собой несколько улучшенный вариант кабелей категории 3 и на практике используются редко. Кабели категории 5 были специально разработаны для поддержки высокоскоростных протоколов FDDI, Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, ATM и Gigabit Ethernet.

Кабель на основе экранированной витой пары хорошо защищает передаваемые сигналы от внешних помех, а пользователей сетей - от вредного для здоровья излучения. Наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет его прокладку. Экранированный кабель применяется только для передачи данных. Основным стандартом, определяющим параметры экранированной витой пары, является фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся на типы: Type 1, Type 2,., Type 9, из которых основным является кабель Type 1.

Коаксиальные кабели существует в большом количестве вариантов: «толстый» коаксиальный кабель, различные разновидности «тонкого» коаксиального кабеля, которые обладают худшими механическими и электрическими характеристиками по сравнению с «толстым» коаксиальным кабелем, зато за счет своей гибкости более удобны при монтаже, сюда же относится телевизионный кабель.

Волоконно-оптические кабели обладают отличными электромагнитными и механическими характеристиками, недостаток их состоит в сложности и высокой стоимости монтажных работ.

Список литературы

1. Астахова, И.Ф. Компьютерные науки. Деревья, операционные системы, сети / И.Ф. Астахова, И.К. Астанин и др. - М.: Физматлит, 2013. - 88 c.

2. Иртегов, Д.В. Введение в сетевые технологии / Д.В. Иртегов. - М.: БХВ-Петербург, 2013. - 685 c.

3. Компьютерные коммуникации. Учебный курс. Иванов В. – СПб.: Питер 2002. – 224 с.: ил.

4. Компьютерные сети. 4-е изд. / Э. Таненбаум. – СПб.: Питер, 2003. – 992 с.: ил. – (Серия «Классика Computer Science»).

5. Компьютерные сети. Практика построения. Для профессионалов. 2-е изд. / М. В. Кульгин. СПб.: Питер, 2003. 462 с.: ил.

6. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы . 3-е изд./ В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – СПб.: Питер, 2006. – 958 с.: ил.

7. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с.: ил.

8. Компьютерные сети. Хитрости. Айвенс К. – СПб.: Питер, 2006. – 298 с.ил.

9. Кузин, А.В. Компьютерные сети: Учебное пособие / А.В. Кузин. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 192 c.

10. Кузьменко, Н.Г. Компьютерные сети и сетевые технологии / Н.Г. Кузьменко. - СПб.: Наука и техника, 2013. - 368 c.

11. Куроуз, Д. Компьютерные сети. Нисходящий подход / Д. Куроуз, К. Росс. - М.: Эксмо, 2016. - 912 c.

12. Максимов, Н.В. Компьютерные сети: Учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования / Н.В. Максимов, И.И. Попов. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 464 c.

13. Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - СПб.: Питер, 2016. - 944 c.

14. Основы компьютерных сетей: Методическое пособие для учителя. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 55 с.: ил.

15. Основы компьютерных сетей: Учебное пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 167 с.: ил.

16. Таненбаум, Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2013. - 960 c.