Файл: Анализ и оценка типовых топологий вычислительных компьютерных сетей.doc

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение республики Тыва

«Тувинский технологический техникум»


Дипломная работа

на тему:

«Анализ и оценка типовых топологий вычислительных компьютерных сетей»


Выполнил: студентка 41 группы

Сарыглар С.М.

Проверил: преподаватель

Люндуп Э.В.

Чадана 2020

Содержание

Введение

Современный период постиндустриального развития общества характеризуется постоянным возрастанием роли информационных технологий в целом и компьютерных сетей, в частности, в сфере человеческой деятельности. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации являются в современном обществе самыми востребованными ресурсами. Войдя в человеческую жизнь, компьютеры сейчас стали неотъемлемой частью нашей цивилизации.

Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных. Управление крупными предприятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия в этом процессе достаточно крупных коллективов. Для решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становятся важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участвующих в процессе выработки управленческих решений [2]. Для объединения

---

разнообразных компьютеров в одну единую, функциональную единицу, используют локальную вычислительную сеть.

Локальные сети имеют некоторые особенности. Главная из них — это связь. Она должна быть быстрой, надежной и удобной. Обычно, локальные сети не выходят за пределы нескольких комнат или одного здания, поэтому длина линии связи обычно не превышает нескольких сотен метров. Они связывают между собой ограниченное количество компьютеров. Все это позволяет обеспечить качественную связь. Поэтому скорость передачи данных обычно составляет от 10 Мбит/с и выше. К тому же, требуется надежная связь, иначе при исправлении ошибок теряется выигрыш в скорости. Также необходимо небольшое время ожидания установления связи, так как оно включено в общее время передачи информации. При таких высоких требованиях в локальных сетях используются специальные технические средства.

Использование локальных сетей позволяет значительно упростить и даже автоматизировать управление производством, транспортом, материальными ресурсами, значительно повысить производительность труда, оптимизировать использование информационных, трудовых и материальных ресурсов.

Основное назначение любой вычислительной сети – предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

При построении сетей ЭВМ, в т.ч. локальных, говорят об их топологии.

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей и не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по своему собственному пути.

Сетевая топология - схема соединения компьютеров, кабельной системы и других сетевых компонентов. Наиболее распространенными видами сетевых типовых топологий являются: шина, кольцо, звезда.

Сетевая топология может быть:

• 
  физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.
  
• 
  логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.
  

---

Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. [13]

Актуальность выпускной квалификационной работы заключается в том, что для удобства обмена информацией и тесного взаимодействия работников организации используют вычислительные сети различных топологий.

Объектом исследования является локальная вычислительная сеть.

Предметом исследования - типовые топологии вычислительных сетей.

Цель выпускной квалификационной работы - анализ и оценка типовых топологий локальных вычислительных сетей.

Задачи выпускной квалификационной работы:

- определить аппаратные и программные средства обеспечения сетей;

- проанализировать типовые топологии вычислительных сетей;

- сравнить характеристики типовых топологий вычислительных сетей.

- определить достоинства и недостатки топологий: шина, кольцо, звезда.

В практической части выпускной квалификационной работы используются аналитический метод и методы сравнительного анализа.

---

Глава 1. Информационные компьютерные сети

1.1. Основные принципы построения компьютерных сетей

Информационно-вычислительная сеть представляет собой систему компьютеров, объединенных каналами передачи данных. Основное назначение информационно-вычислительных сетей – обеспечение эффективного представления различных информационно-вычислительных услуг пользователям сети посредством организации удобного и надежного доступа к ресурсам, распределенным в этой сети. В последние годы подавляющая часть услуг большинства сетей лежит в сфере именно информационного обслуживания. В частности, информационные системы, построенные на базе информационно-вычислительных сетей, обеспечивают эффективное выполнение следующих задач:

- хранение данных;

- обработка данных;

- организация пользователей к данным;

- передача данных и результатов обработки данных пользователям.

Эффективность решения указанных задач обеспечивается:

• 
  распределенными в сети аппаратными, программными и информационными ресурсами;
  
• 
  дистанционным доступом пользователя к любым видам этих ресурсов;
  
• 
  возможным наличием централизованной базы данных наряду с распределенными базами данных;
  
• 
  высокой надежностью функционирования системы, обеспечиваемой резервированием ее элементов;
  
• 
  возможностью перераспределения нагрузки в пиковые периоды;
  
• 
  специализацией отдельных узлов сети на решении задач определенного класса;
  
• 
  решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети;
  
• 
  оперативным дистанционным информационным обслуживанием клиентов.
  

Основные показатели качества информационно-вычислительной сети:

• 
  Полнота выполняемых функций. Сеть должна обеспечивать выполнение всех предусмотренных для нее функций и по доступу ко всем ресурсам, и по совместной работе узлов, и по реализации всех протоколов и стандартов работы.
  
• 
  Производительность – среднее количество запросов пользователей сети, исполняемых за единицу времени. Производительность зависит от времени от реакции системы на запрос пользователя. Это время складывается из трех составляющих: времени передачи запроса от пользователя к узлу сети, ответственному за его исполнение; времени выполнения запроса в этом узле; времени передачи ответа на запрос пользователю.
  
• 
  Значительную долю времени реакции составляет передача информации в сети. Следовательно, важной характеристикой сети является ее пропускная способность. Пропускная способность определяется количеством данных, передаваемых через сеть за единицу времени.
  
• 
  Надежность сети – важная ее техническая характеристика. Надежность чаще всего характеризуется средним временем наработки на отказ.
  
• 
  Поскольку сеть является информационной системой, то более важной потребительской характеристикой является достоверность ее результирующей информации. Существуют технологии, обеспечивающие высокую достоверность функционирования системы даже при ее низкой надежности.
  
• 
  Современные сети часто имеют дело с конфиденциальной информацией, поэтому важнейшим параметром сети является безопасность информации в ней.
  
• 
  Прозрачность сети – одна важная потребительская ее характеристика. Прозрачность означает невидимость особенностей внутренней архитектуры сети для пользователя.
  
• 
  Масштабируемость – возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности.
  
• 
  Универсальность сети – возможность подключения к сети разнообразного технического оборудования и программного обеспечения от разных производителей.
  

---

Основной целью создания компьютерных сетей является возможность совместного использования пользователями сети сетевых ресурсов. Под ресурсами персонального компьютера понимают любой из следующих элементов:

• 
  Логические диски, в том числе накопители CD-ROM, DVD и др.;
  
• 
  Каталоги (папки) и содержащиеся в них файлы;
  
• 
  Подключенные к персональному компьютеру устройства (принтеры, модемы, сканеры и т.д.).
  

Первые две группы перечисленных ресурсов являются информационными ресурсами, третья группа – технические ресурсы. Ресурсы, доступные только с ПК, на котором они находятся, называются локальными. Ресурсы ПК, доступные для других компьютеров сети, называют распределяемыми, или сетевыми. Особую группу сетевых ресурсов представляет разделяемое программное обеспечение. Использование разделяемого программного обеспечения позволяет пользователям сети совместно использовать на нескольких машинах одну копию программного продукта, установленного на сервере или, в одноранговых сетях, на одной из машин. Распределенное приложение состоит из нескольких частей, каждая из которых выполняет определенную задачу на отдельном компьютере сети.

Сети имеют некоторые общие компоненты, функции и характеристики.

Серверы - компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям.

Клиенты - компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером.

Среда - способ соединения компьютеров.

Совместно используемые данные - файлы, предоставляемые серверами по сети.

Совместно используемые периферийные устройства, например принтеры, библиотеки CD-ROM и т.д.,

Сети делятся на глобальные и локальные. Локальные сети, они могут быть одноранговые и иерархические (сети на основе сервера).

В одноранговой сети все компьютеры равноправны. Каждый компьютер функционирует и как клиент и как сервер, все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своём компьютере сделать общедоступными по сети. Такую сеть ещё можно назвать "Рабочая группа", в ней чаще всего не более 10 компьютеров. Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных компьютеров. В этих сетях уровень защиты сетевого программного обеспечения, как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером. В такие операционные системы, как Windows NT Workstation, Windows 95, встроена поддержка одноранговых сетей. Поэтому, чтобы установить одноранговую сеть, дополнительного программного обеспечения не требуется. [18]

---