Компьютерные сети. Классифика­ция компьютерных сетей 

Региональные компьютерные сети могут работать в разных режимах. Самый простой – режим электронной почты. Его используют для передачи с одного компьютера на другой писем, документов и т.д.

Сеть Fast Ethernet

Fast Ethernet является технологией локальных вычислительных сетей (Local Area Network, LAN) и служит для обеспечения связи компьютеров на небольшой территории, такой как офис, здание или группа зданий. Fast Ethernet не предназначена для использования в больших регионах, подобных крупному селению или целому городу. Этим она отличается от глобальных вычислительных, которые являются системами, спроектированными для связи устройств или ЛВС, находящихся на значительных расстояниях друг от друга.

Простое определение ЛВС состоит в том, что это система для непосредственного соединения многих компьютеров. Можно сказать, что в этом определении недостаточно академической точности, но оно практично и вполне соответствует нашим целям. Естественно, данное определение нуждается в некоторых объяснениях. В частности, более четкого разъяснения требует четыре слова: “система”, “непосредственный”, “соединение” и “многие”. Сети являются системами, потому что они состоят из таких компонетов, как кабель, повторители, сетевые интерфейсы, узлы и протоколы. Возможно, вам уже знаком термин концентратор. Терминами концентратор и повторитель часто пользуются как взаимозаменяемыми, но в Fast Ethernet между ними существуют различия. Все эти элементы работают совместно и функционируют как сеть. Если хотя бы один из них отсутствует, то нет и ЛВС.

Термин “соединение” объяснить легко. Сеть предполагает наличие соединения, т.е. пути, по которому компьютеры обмениваются информацией и/или данными. Именно создание соединения является первоочередной задачей ЛВС или любой другой сети. Очень важно, что ЛВС не навязывает ограничений на тип данных, которыми могут обмениваться узлы, за исключением того, что эти данные должны быть цифровыми. Большинство ЛВС используются для совместной работы с файлами и принтерами. Почти каждый из нас сталкивается с подобной локальной сетью. Однако ЛВС и другие сети способны передавать видеоизображения, телефонные разговоры, а также иную информацию, которая может быть представлена в цифровой форме.

Объяснить термин “многие” также нетрудно. Сеть не является сетью, если не

содержит двух или более компьютеров. В ней, конечно же, могут быть и другие устройства, например принтеры. Имея в виду устройства, подключенные к сети, мы используем общий термин узлы. Узел связывается с ЛВС с помощью сетевого интерфейса. Таким образом, локальная сеть непосредственно соединяет многие узлы.

Слово “непосредственно” имеет исключительное значение в определении ЛВС. Именно непосредственное соединение делает сеть локальной. “Непосредственно” означает, что любой узел ЛВС может обмениваться информацией с любым другим узлом без задействования как посредника третьего узла или какого-либо устройства, в противоположность глобальным сетям, использующим для связи локальных сетей или других устройств шлюзы.

На рис.2 показаны три ЛВС, соединенные посредством двух связей глобальной вычислительной сети (ГВС). Узлы каждой ЛВС могут контактировать друг с другом непосредственно. Когда же узел ЛВС 1 связывается с узлом ЛВС 3, данные должны пройти через два шлюза. Узлы различных ЛВС должны иметь информацию о наличии шлюза и при необходимости взаимодействовать с ним. Другое общепринятое название шлюза ( маршрутизатор. Однако при использовании данного термина следует помнить, что любой маршрутизатор является шлюзом, но не всякий шлюз является маршрутизатором.

В отдельной локальной сети Fast Ethernet (или какой-либо другой ЛВС) любые два устройства могут связываться непосредственно, поскольку они используют общую среду передачи. Обычно такой средой служит кабель и/или иное устройство, физически соединяющее все компоненты в сети. Другими словами, Fast Ethernet (это технология общей среды. Все узлы ЛВС используют одну среду передачи и одни правила передачи данных. Основной чертой локальной сети является то, что любые два узла, нуждающиеся в обмене данными, не обязаны связываться через промежуточные устройства.

ЛВС является локальной, потому что все компьютеры в ней связаны общей средой. Для сетей каждого типа характерны правила, которые определяют

физическую связь ее компонентов друг с другом и называются топологическими

правилами.

Рис. 2. Локальные и глобальные сети

Сетевая топология

Существует три основных вида сетевой топологии: концентратор и луч (Hub and Spoke; часто ее называют просто “звездой”), кольцо и шина (рис.3). Компьютеры в Fast Ethernet подобно сети 10Base-T Ethernet физически соединены с использованием первой топологии. Мы будем использовать термин “звезда” для обозначения топологии “концентратор и луч” как более распространенный.

Fast Ethernet и ее предшественница Ethernet действуют в качестве шинных сетей. Другими словами, Fast Ethernet физически использует топологию звезда, а логически действует как шинная сеть в силу исторических причин.

КОНЦЕНТРАТОР И ЛУЧ КОЛЬЦО Рис. 3.

ШИНА

Рис. 3.

В первых сетях Ethernet, от которых происходит Fast Ethernet, все узлы были присоединены к единственному сегменту кабеля Т-образными соединителями

(T-connector). В первых сетях Ethernet, от которых происходит Fast Ethernet. Все узлы были присоединены к единственному сегменту кабеля Т-образными соединителями (T-connector). В первых сетях Ethernet использовался толстый коаксиальный кабель. Оба его конца заканчивались (рис. 4) устройством, которое имело название “оконечная нагрузка” (terminator). Описанная конфигурация называется 10Base-2 Ethernet или “тонкий” Ethernet. Существуют и другие шинные технологии Ethernet, в частности 10Base5, часто называемая “толстый ” Ethernet, в которой используется толстый желтый кабель.

Рис. 4. Шинная сеть Ethernet 10Base-2

Нетрудно догадаться, что такая схема соединения имеет определенные ограничения. Самой большой проблемой является прокладка единого куска кабеля по всему зданию. Следующая проблема состоит в том, что возникновении разрыва или другого повреждения в любом месте кабеля вся ЛВС выходит из строя. Первые локальные сети Ethernet не могли быть очень большими из-за ограничений на длину кабеля. Чтобы обеспечить возможность увеличивать сеть, была введена концепция повторителя (рис. 5). Первые повторители представляли собой устройства, соединяющие два сегмента кабеля для образования одной ЛВС.

Рис. 5. Первые повторители

Повторители не просто соединяли два куска кабеля, но и фильтровали электрические сигналы, проходящие между сегментами. Первые повторители имели еще одно преимущество: если в каком-либо участке кабеля возникали проблемы (например, короткое замыкание), то узлы, подключенные к другим сегментам, могли взаимодействовать между собой по-прежнему. Этот прием называется разбиением (partitioning) и используется в современных сетях Ethernet и Fast Ethernet для изоляции сетевых компонентов, которые могут вызывать проблемы. Хотя повторители физически соединены с сегментами кабеля, они являются электрическими устройствами низкого уровня, невидимыми для узлов. Поэтому вся система действует как единая ЛВС.

В более новой технологии (имеется в виду 10Base-T) введена концепция повторителя концентратора, обычно называемого просто концентратором (hub) или повторителями (repeater). Концентратор ( это устройство, к которому присоединяется каждый узел сети вместо того, чтобы присоединять T-образным соединителем к общему кабелю (рис. 6).

Рис. 6. Базовый повторитель

Концентратор занимает место, отведенное в шинной сети кабелю и

Т-образным связям. Каждый узел присоединяется к концентратору отдельным кабелем (рис. 4). Внутри концентратора имеется цифровая шина, к которой через порт повторителя присоединяются все узлы. Внутренняя цифровая шина занимает место, отведенное коаксиальному кабелю в шинной сети. Порты повторителя предназначены для выполнения тех же функций, что и повторители шинной (рис. 5). Различие между ними заключается в том, что концентратор имеет не два, а много (до 32) портов. В случае сети Ethernet эта технология называется 10Base-Т, а в случае Fast Ethernet ( 100Base-T .

Использование концентратора дает некоторые преимущества и упрощает прокладку кабелей. Причем установить концентратор значительно проще, так как соединения идут от центра к каждому узлу сети. Подобным образом устроены все телефонные системы. Кроме того, для соединения узлов с концентратором используется недорогая неэкранированная витая пара. В технологии 10Base-T для этой цели применялся обычный телефонный кабель, что значительно упрощало прокладку сети в старых зданиях. Часто потребность в прокладке нового кабеля отпадала вовсе, так как сигналы проходили по уже существующему телефонному кабелю. Витая пара может использоваться и в Fast Ethernet.

Использование дешевой витой пары действительно снижает стоимость сети. Однако самое большое преимущество концентраторов состоит в том, что они в определенной мере являются “интеллектуальными” устройствами, контролирующими каждое соединение в сети. К тому же повторители Ethernet и Fast Ethernet обладают многими новыми возможностями. Правда, в то время как Ethernet поддерживает две физические топологии ( шину и звезду, Fast Ethernet поддерживает только звезду. Сеть Fast Ethernet не может работать на коаксиальном кабеле.

Одна из общих черт Ethernet и Fast Ethernet состоит в том, что узлы и повторители способны проверять целостность соединения. При правильном подсоединении кабеля включается индикатор (как правило, светодиод). Многие концентраторы, как уже отмечалось ранее, автоматически отсоединяют узлы, вызывающие слишком много проблем в сети.

При работе с Ethernet и Fast Ethernet эти термины взаимозаменяемы. В случае других технологий они часто означают различные вещи. Концентратор обычно расположен в центре, и к нему ведут все соединения от узлов. Концентраторы часто являются просто механическими устройствами для соединения кабелей и обеспечения их оконечной нагрузки. Например, телефонные стояки являются одной из форм проводного концентратора.

В Ethernet и Fast Ethernet повторитель ( это устройство, копирующее (повторяющее) электрические сигналы, проходящие между двумя или более устройствами. Ранние двухпортовые повторители просто соединяли два сегмента коаксиального кабеля. Концентраторы-повторители Fast Ethernet совмещают функции концентратора и повторителя. Для удобства их называют просто повторителями, так как именно этот термин указывается в спецификации Fast Ethernet. Повторитель может быть выполнен в виде отдельного блока либо платы, встраиваемой в большее шасси. Иногда он собирается из отдельных устройств, называемых наращиваемыми концентраторами (stackable hubs).

Обеспечение безопасности работы в Вычислительном центре

В Вычислительном центре широко используется цифровая вычислительная техника (персональные компьютеры) для проведения различных расчетов, в связи с этим обеспечение безопасности работы является очень важным. Ниже приводятся основные положения техники безопасности, используемые при работе.

Техника безопасности

при работе с персональным компьютером

Приступая к работе с персональным компьютером, необходимо всегда помнить, что это очень сложная и дорогая аппаратура, которая требует аккуратного и осторожного обращения с ней, высокой самодисциплины на всех этапах работы с компьютером.

Напряжение питания персонального компьютера (220 В) является опасным для жизни человека. В связи с этим в конструкции блоков компьютера, межблочных соединительных кабелях предусмотрена достаточно надежная изоляция от токопроводящих участков. Пользователь практически имеет дело с несколькими выключателями питания и, казалось бы, застрахован от поражения электрическим током. Однако в практической работе встречаются непредусмотренные ситуации, и чтобы они не стали опасными для пользователя, необходимо знать и четко соблюдать ряд правил техники безопасности. Это поможет не только избежать несчастных случаев и сохранить здоровье, но и гарантирует сохранность аппаратуры.

Особенно внимательным надо быть при работе с дисплеем, электронно-лучевая трубка которого использует высокое напряжение и является источником электромагнитного излучения. Неправильное поведение с дисплеем и другой электронной аппаратурой может привести к тяжелым поражениям электрическим током, загоранию аппаратуры. В связи с этим строго ВОСПРЕЩАЕТСЯ:

В случае появления запаха горелого, необычных звуков или самопроизвольного выключения аппаратуры необходимо немедленно выключить компьютер и сообщить об этом соответствующим работникам.

Работа на компьютере требует постоянного внимания, четких действий и самоконтроля. В связи с этим на компьютере нельзя работать при плохом освещении, высоком уровне шума дотрагиваться до экрана и тыльного бока дисплея, проводов питания и устройств заземления, соединительных кабелей;

нарушать порядок включения и выключения аппаратурных блоков, стараться самостоятельно устранить выявленную неисправность в работе аппаратуры;

класть на аппаратуру посторонние предметы;

работать на компьютере во влажной одежде и с влажными руками.

Во время работы на компьютере НЕОБХОДИМО:

строго соблюдать положения инструкции по эксплуатации аппаратуры;

внимательно следить за исправностью основных блоков и устройств;

работать на клавиатуре чистыми руками, не нажимать на те или иные клавиши без необходимости;

работая с дискетами, оберегать их от ударов, кручения, действий магнитного поля или тепла, не дотрагиваться до дискеты, вставлять дискету в дисковод только после его включения, убедившись в правильном ориентировании дискеты относительно щели дисковода;

во время перерыва в работе выключать компьютер лишь в том случае, если обработка текущей информации завершена и содержимое оперативной памяти занесено на магнитные диски (в противном случае информация может быть потеряна);

Во время работы на компьютере электронно-лучевая трубка дисплея является источником электромагнитного излучения, которое при работе близко от экрана разрушительно влияет на зрение, вызывает усталость и снижает работоспособность. В связи с этим необходимо работать на расстоянии 60–70 см от экрана, соблюдать правильность осанки, не сутулясь и не наклоняясь.

Электроопасность и защита от поражений током

В процессе наладки оборудования компьютерного зала и прокладке сетевых кабелей существует потенциальная опасность поражения электрическим током.

Человеческая деятельность сегодня немыслима без использования электрического тока. В Украине создана единая энергетическая система, мощности электростанций огромны, напряжения линий электропередачь достигают тысячи киловольт.

Тело человека хорошо проводит электрический ток. При случайном (аварийном) включении человека в электрическую цепь ток оказывает на него поражающие действия различной степени тяжести, вплоть до смертельного исхода. Если принять число пострадавших от электрического тока за 100 %, то лица, чья профессия связана с электричеством, составляет около 50 %.

Анализ причин несчастных случаев показывает, что соприкосновение человека с проводами и токоведущими частями чаще происходят случайно и не вызываются производственной необходимостью. Кроме того, поражения током возникают при ошибочной подаче напряжения во время ремонтов и осмотров электрических сетей. Отсюда можно сделать вывод, что решающую роль в обеспечении электробезопасности играет психологический фактор. При постоянной работе с электроустановками, находящимися под напряжением, следует всегда помнить об опасности поражения током.

Наиболее тяжелые поражения человека – электрический удар и электрический шок. При электрическом ударе происходит поражение организма в целом, сопровождающееся потерей сознания и судорогами мышц, а затем прекращением дыхания и работы сердца. При спазмах двигательных мышц грудной клетки может возникнуть удушье, а при фибрилляции (беспорядочном сокращении) сердца может наступать смерть от кислотного голодания.

Степень поражения человека электрическим током зависит от многих факторов. К ним относятся: напряжение и сила тока, время его воздействия, пути, по которым ток проходит по телу человека при включении его в цепь, род тока (постоянный или переменный), а также частота переменного тока.

Пути прохождения тока через тело человека могут быть различными: от руки к другой руке, от руки к ноге, от ноги к ноге. Самым опасным является прохождение тока от руки к руке, когда на пути тока оказываются сердце и

легкие человека; опасность серьезного поражения при этом сильно возрастает.

Действие тока на человека как на биологическую систему проходит четыре стадии:

начало ощущения (0,5–1,5 мА переменного и 5–7 мА постоянного тока) – зуд. жжение, легкое покалывание;

судороги (8–16 мА переменного и 40–80 мА постоянного тока), из-за которых человек не может самостоятельно освободиться от соприкосновения с токоведущими частями, а вследствие судорог голосовых связок – позвать на помощь;

клиническая смерть (поражающие характеристики тока зависят от путей его прохождения по телу и индивидуальных данных человека) – отсутствует дыхание и прекращается работа сердца;

биологическая смерть, которая наступает через 3–7 мин после клинической в результате необратимого процесса распада клеток коры головного мозга без притока кислорода.

Во избежание поражения электрическим током наладка компьютерного оборудования и прокладка сетевых кабелей производилась при отключенном электропитании.

В Вычислительном центре при разного рода работах соблюдается обеспечение техники безопасности и пожаробезопасности. Далее приводятся инструкции по пожаробезопасности и по технике безопасности при работе с ЭВМ в дисплейных классах, основными положениями которых руководствуются при работе.

Согласовано с Утверждено

госпожарнадзором проректор по АЧХ

Ширяев В.А.

ИНСТРУКЦИЯ

по противопожарному режиму

Вычислительного Центра УГМТУ

Ответственными лицами за противопожарный режим в учебных заведениях, лабораториях являются заведующие лабораториями, мастерскими, складами.

В соответствии с приказом эти лица ответственны за выполнение всех правил и норм противопожарной безопасности на объектах.

Ответственные лица обязаны:

Четко знать особенности своих объектов, специфику производства, правила противопожарного режима и осуществлять повседневный контроль за их выполнением.

Знать расположение средств пожаротушения, уметь ими пользоваться и содержать в готовности к применению.

Организовать для рабочих и служащих противопожарный техминимум, требовать строгого соблюдения противопожарной безопасности.

Содержать в исправном состоянии и чистоте электрическое хозяйство, оборудование, приборы, помещения и территорию.

Места расположения нагревательных электрических приборов оборудовать в соответствии с правилами пожарной безопасности: листовым металлом, асбестом, керамикой.

Запрещается:

курить в не отведенных и необорудованных местах, загрязнять рабочие столы, шкафы, бытовки, полы горючесмазочными материалами, пользоваться открытым огнем паяльных ламп;

оставлять без присмотра действующие установки, приборы горелки, электроплитки, утюги, паяльники, лампы;

содержать в помещениях баллоны, наполненные газами. Они должны содержаться в специально оборудованных местах;

загромождать входы и выходы из помещений, а также доступы к средствам пожаротушения.

Лица, ответственные за противопожарный режим, обязаны разрабатывать на случай пожара планы эвакуации людей, материальные ценности и знакомить с ними работников.

В случае пожара вызывать пожарную команду по телефону №01, встречать ее. До прибытия пожарной команды принимать все меры по ликвидации загорания. Работники, нарушающие противопожарный режим, привлекаются к ответственности.

Согласовано Утверждаю

Руководитель СОТ УГМТУ Проректор АХЧ

Константинова Л.В. Ширяев В.Я.

Инструкция по технике безопасности

при работе с ЭВМ в дисплейных классах

вычислительного центра УГМТУ

При работе с ЭВМ в дисплейных классах необходимо помнить о том, что ЭВМ, дисплеи и прочая электроаппаратура являются источником повышенной опасности. Во избежание поражения электрическим током строго запрещается:

прикасаться экрана и тыльной стороны дисплея, проводов питания, устройств заземления и соединительных проводов.

нарушать порядок включения и выключения аппаратных блоков, самостоятельно устранять выявленную неисправность в работе аппаратуры.

класть на аппаратуру посторонние предметы.

работать на ЭВМ во влажной одежде и влажными руками.

В случае появления запаха горелого, необычных звуков или самопроизвольного отключения аппаратуры, необходимо выключить ЭВМ и оповестить преподавателя или обслуживающий персонал о случившемся.

Во время работы ЭВМ электронно-лучевая трубка дисплея является источником электромагнитного излучения и негативно влияет на зрение и работоспособность, поэтому необходимо работать на расстоянии 60(70 см от экрана и придерживаться правильной посадки.

Начальник ВЦ Нор С.П.

Список литературы

Куин Лаем, Рассел Ричард. Fast Ethernet. / Под ред. К.Королькова – Киев: BHV, 1998. - 444с.

Руденко В.Д., Макарчук А.М., Патланжоглу М.А.. / Под. ред. академика АПН Украины Мадзигона В.М. ( Киев: Феникс, 1997. – 304с.

Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. ( Москва, 1996. – 432с.