Главная » Бесплатные рефераты » Бесплатные рефераты по информатике »
Топология построения ЛВС
![Топология построения ЛВС [03.10.12]](/files/works_screen/1/22/27.png)
Тема: Топология построения ЛВС
Раздел: Бесплатные рефераты по информатике
Тип: Курсовая работа | Размер: 1.07M | Скачано: 300 | Добавлен 03.10.12 в 00:11 | Рейтинг: 0 | Еще Курсовые работы
Вуз: ВЗФЭИ
Год и город: Калуга 2011
Содержание
Введение 3
1. Теоретическая часть 5
1.1 Введение 5
1.2 Основные понятия, используемые при изучении ЛВС 5
1.3 Классификация элементов ЛВС 7
1.4 Заключение 14
2. Практическая часть 17
2.1 Общая характеристика задачи 17
2.2 Описание алгоритма решения задачи 18
Список использованной литературы 24
Введение
В середине ХХ века произошел прорыв в области информационных технологий. На первых компьютерах в 1969 году специалисты из Калифорнийского университета, Университета штата Юта и Стенфордского исследовательского центра по заказу Министерства Обороны США создали первую сеть на два компьютера, которую назвали ARPANet. Сегодня вычислительные мощности тех систем вызывают улыбку, но в то время это был огромный технологический прорыв. На сегодняшний день вычислительные сети занимают одну из важнейших ниш в современной экономике, в развитии науки и техники (например, информацию от Большого Адронного Коллайдера в международном центре CERN обрабатывает большое количество компьютеров, объединенных в вычислительную сеть с распределенными параметрами, а участие в поиске внеземной жизни может принять любой желающий, подключив свой компьютер через интернет к серверу центра проекта SETI для совместной обработки информации). Именно поэтому развитие вычислительных сетей очень важно для человечества в целом.
В данной курсовой работе будут рассмотрены такие вопросы, как:
- понятие и классификация ЛВС (здесь и далее ЛВС - локальные вычислительные сети);
- базовые топологии ЛВС;
- протоколирование в ЛВС;
- сетевое оборудование ЛВС;
- адресация в сетях.
В практической части курсовой работы решена задача с использованием Microsoft Excel 2003:
Компания «Страховщик» осуществляет страховую деятельность на территории России по видам полисов, представленных на рис.5. Каждый полис имеет фиксированную цену.
Компания имеет свои филиалы в нескольких городах (рис.6) и поощряет развитие каждого филиала, предоставляя определённый дисконт. Дисконт пересматривается ежемесячно по итогам общих сумм договоров по филиалам.
В конце каждого месяца составляет общий реестр договоров по всем филиалам (рис. 7).
1. Построить таблицы (рис. 5-7).
2. Организовать межтабличные связи для автоматического заполнения граф реестра: «Наименование филиала», «Наименование полиса», «Сумма полиса, руб.», «Сумма скидки по дисконту, руб.».
3. Организовать двумя способами расчёт общей суммы полисов по филиалам:
- подвести итоги в таблицы реестра;
- построить соответствующую сводную таблицу, предусмотрев возможность одновременно отслеживать итоги и по виду полиса.
4. Построить гистограмму по данным сводной таблицы.
Курсовая работа была выполнена с использованием программных продуктов Microsoft Word 2003 и Microsoft Excel 2003 в операционной системе Microsoft Windows XP SP3 на компьютере (ноутбуке) ASUS K51A со следующей конфигурацией оборудования:
Процессор AMD Athlon M300, 2100 МГц / Чипсет M780G / Оперативная память 3Гб / винчестер 250Гб / видеокарта ATI Mobily Radeon HD 4200 / дисплей 15" / Оптический привод DVD-RW / Wi-Fi, Bluetooth.
1. Теоретическая часть
1.1 Введение
На сегодняшний день растущие потребности общества по обработке информации привели к глобальной компьютеризации всех сфер жизни человека. От рядового пользователя домашнего компьютера до крупного предприятия - всем необходимы ресурсы для обработки огромного количества информации. Основной базой для решения таких задач являются ЭВМ.
Одной из проблем при развитии ЭВМ является обмен информацией между различными компьютерами организаций или пользователей. Для решения этой задачи были разработаны методы и оборудование для объединения машин в вычислительные сети.
Объектом данной курсовой работы являются локальные вычислительные сети, а предметом – топология их построения.
1.2 Основные понятия, используемые при изучении ЛВС
Сеть - это группа компьютеров, соединенных друг с другом посредством канала связи. Канал обеспечивает обмен данными внутри сети. Пример простейшей сети, когда два компьютера соединены вместе по физическому или радиоканалу. Объединение компьютеров в единую сеть позволяет получить возможности, много шире возможностей отдельных компьютеров.
Сети делятся на локальные и глобальные. Есть ряд отличий, позволяющих охарактеризовать каждый тип.
Локальными сетями (ЛВС - локальные вычислительные сети или LAN - Local Area Network) называют сети, размещающиеся, как правило, в одном здании или на территории какой-либо организации размерами до нескольких километров. [4, с.340] Локальные сети предприятия называются корпоративными. Если же сеть строится рядовыми пользователями в пределах дома (квартиры), то такая сеть называется домашней малой сетью. Локальная сеть позволяет организовать передачу файловых потоков и синхронизацию данных между компьютерами.
Если рассмотреть различные способы соединения машин в сети, то можно увидеть различное геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети (машин). Способ физического подключения узлов к сети называется физической топологией сети. В данной курсовой работе объектом изучения является сама локальная сеть. В качестве предмета исследования выступают различные топологии ЛВС – то есть способ соединения в одну вычислительную систему различных компьютеров.
Также немаловажной характеристикой сети является скорость передачи данных внутри этой сети. В локальных сетях применяются высокоскоростные цифровые линии связи со скоростями обычно 10-1000 Мбит/с.
Компьютеры в сети могут соединяться непосредственно по каналу связи (соединение точка-точка), либо через специальные промежуточные устройства-посредники, осуществляющие управление потоком данных.
Каждый компьютер в вычислительной сети является ячейкой общего «организма» сети и в зависимости от топологии построения сети может выполнять разные доминантные или рецессивные функции: он может быть рабочей станцией или сервером.
Серверы - это компьютеры, управляющие всей сетью. Серверы осуществляют функции управления сетью и концентрации данных. Обычно сервером становится самый производительный компьютер в сети. Рабочие станции – все остальные компьютеры в сети.
Сети делятся на одноранговые и на основе сервера. В одноранговой сети все компьютеры равны по административным правам. Каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Одноранговые включают, обычно, не более 10 компьютеров (рабочие группы). Если в сети более 10 компьютеров, то продуктивней они работают на основе выделенного сервера.
1.3 Классификация элементов ЛВС
Протоколы.
Передача данных по сети осуществляется не непрерывным потоком информации, а отдельными пакетами. Это делается для того, чтобы быстро, не тратя времени на ожидание каждому компьютеру, передавать информацию по сети. При разделении на пакеты каждому пакету добавляется специальная управляющая информация, которая обеспечивает передачу исходных данных небольшими блоками, сбор данных в правильном порядке (при их получении), проверку данных на наличие ошибок (после сборки).
Все эти служебные операции с потоком данных производятся по специальным протоколам. Протокол — это набор правил и процедур, регулирующих порядок передачи данных. Передача данных происходит в несколько шагов, каждому из которых соответствует свой протокол. Эти шаги одинаковы для каждого сетевого компьютера. Компьютер-отправитель делит данные на небольшие блоки - пакеты, добавляет к пакетам адресную информацию, чтобы компьютер-получатель мог определить, что эти данные предназначены именно ему; подготавливает данные к передаче. Компьютер-получатель в соответствии с протоколом выполняет те же действия, но порядок обратный. Примером таких протоколов служит известный и широко распространенный протокол TCP/IP — стандартный промышленный набор протоколов связи между компьютерами разных типов. TCP/IP разрабатывался специалистами министерством обороны США как маршрутизируемый, надежный и функциональный протокол. Совместимость — важное качество TCP/IP, поэтому его поддерживают большинство ЛВС. У TCP/IP есть два недостатка: большой размер и, как следствие, недостаточная скорость работы на старых машинах.
Управление передачей данных с помощью протоколов было стандартизировано в начале 80-х годов ISO. В 1984 году такой стандарт был разработан и назван "Эталонная модель взаимодействия открытых систем" (Open System Interconnect - OSI) или OSI/ISO. Эталонная модель OSI стала 7-и уровневой архитектурной моделью для систем передачи сообщений. Каждый из уровней модели взаимодействует с другими уровнями данной системы. Модель OSI определяет функции протокола каждого уровня. Каждый уровень имеет заранее заданный набор функций для реализации связи.
Таблица 1. Эталонная семиуровневая модель OSI (Open System Interconnect)
|
Модель OSI |
||
|
Тип данных |
Уровень |
Функции |
|
Данные |
7. Прикладной (application) |
самый близкий к пользователю уровень OSI. Доступ к сетевым службам, базы данных, текстовые процессоры и т.д. |
|
6. Представления (presentation) |
Представление и кодирование данных между прикладными уровнями разных систем, трансформация исходных данных |
|
|
5. Сеансовый (session) |
Управление сеансом связи, устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между прикладными задачами |
|
|
Сегменты |
4. Транспортный (transport) |
решение проблемы транспортировки данных, прямая связь между конечными пунктами и надежность |
|
Пакеты |
3. Сетевой (network) |
Определение и выбор оптимального маршрута и логическая адресация |
|
Кадры |
2. Канальный (data link) |
Физическая адресация, обеспечение надежного транзита данных через физический канал, уведомления об ошибках, упорядоченной доставки блоков данных |
|
Биты |
1. Физический (physical) |
Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными, определяет такие характеристики, как величины напряжений, скорость передачи физической информации |
Варианты топологии сетей.
Как было сказано выше, топология сетей характеризует способ организации связи между компьютерами в сети. Внешне это можно представить себе в виде геометрических фигур – различных вариантов сети (паутины), в узлах ячеек которой расположены компьютеры и связевое «железо», а соединяются они с помощью физических или беспроводных линий. В зависимости от потребностей конечных пользователей сети, необходимого быстродействия выбирается та или иная топология.
На быстродействие сети также влияют:
• тип аппаратного обеспечения сетевых компьютеров;
• частота, с которой компьютеры передают данные;
• тип работающих сетевых приложений;
• тип сетевого кабеля;
• расстояние между компьютерами в сети.
Существует несколько классификаций локальных вычислительных сетей. В рамках данной курсовой работы особый интерес представляет классификация ЛВС по топологии: шина, звезда, кольцо и ячеистая.
Наиболее простой и распространенной топологией является шина, или как она еще называется, линейная шина (Рис.1). Для ее реализации используется всего один кабель – шина.
Рис. 1 Линейная шина
При такой организации в каждый момент времени передачу может вести только один компьютер. Поэтому производительность такой сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров отправляют и получают данные, тем медленнее сеть.
Выход одного или нескольких компьютеров из строя не сказывается на работе сети, так как шина передачи данных цела.
Сигналы, достигшие конца кабеля, могут отразиться от него, так как электрическая волна имеет свойство отражения. Поэтому такие волны следует погасить. Для гашения сигналов на концах кабеля устанавливают терминаторы (черные квадраты по концам шины на Рис.1). При разрыве кабеля или отсутствии терминаторов работа сети невозможна.
При топологии звезда (Рис.2) каждый компьютер подключается к специальному устройству - хабу. Он собирает и передает информацию от всех компьютеров в сети. Для этого каждый компьютер подключается кабелем к одному из сетевых разъемов хаба.
Рис. 2 Топология звезда
Хабы также восстанавливают и усиливают передаваемый сигнал. Обычно они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров.
Недостатки этой топологии выражаются в дополнительном расходе кабеля, жестко ограниченном возможностями концентратора количеством абонентов. Главное преимущество этой топологии перед шиной — более высокая надежность. Выход из строя одного или нескольких компьютеров на работу сети не влияет, однако, неисправность концентратора останавливает работу сети. Кроме того, концентратор может блокировать запрещенные передачи.
Кольцо - это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. Выделенного центра в этом случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо (рис.3).
Сигналы могут передаваться по кольцу только в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Здесь каждый компьютер является репитером, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому выход из строя хотя бы одного компьютера делает невозможной дальнейшую работу сети.
Рис. 3 Топология кольцо
В сети с ячеистой топологией каждый компьютер соединен с каждым другим отдельным кабелем (рис. 4).
Рис. 4 Ячеистая топология
Разрыв кабеля не мешает работе сети, так как пакеты данных выбирают другой маршрут следования. Основной недостаток — большие затраты на прокладку кабеля, что компенсируется высокой надежностью и простотой обслуживания.
Кроме базовых топологий существуют их комбинации. Чаще всего используются две комбинированные топологии: звезда-шина и звезда-кольцо.
Сетевое оборудование.
Концентраторы.
Основная функция концентратора – повторение каждого полученного сигнала на всех портах. Соответственно, наиболее общее название для такого рода устройств – повторитель (repeater). Традиционно используется термин “хаб” (hub). Все эти термины равноправны и взаимозаменяемы. Концентратор используется, прежде всего, для увеличения диаметра сети и количества подключенных узлов.
Коммутаторы.
Коммутатор (switch) представляет собой устройство, способное одновременно связывать несколько узлов сети в пределах одного сегмента. Часто коммутаторы используются для сегментации. В отличие от концентратора, который рассылает данные и пакеты от одного компьютера ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только компьютеру-получателю. Это избавляет остальные компьютеры сети от необходимости работать с чужими данными, увеличивая производительность и скорость сети.
Сетевые адаптеры
Сетевые адаптеры осуществляют передачу и прием пакетов данных между компьютером и средой передачи (кабелем).
Рабочие станции обычно оснащаются более простыми адаптерами, основную работу при этом выполняет драйвер. Для
серверов разрабатываются более сложные адаптеры с вычислительными возможностями.
Сетевой адаптер вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем (OSI) в компьютере.
Адресация в локальной сети.
Каждому компьютеру, подключенному к ЛВС, присваивается идентификационный номер, который называется IP-адресом.
При непостоянном подключении к сети IP-адрес выделяется динамически, то есть временно. Это удобно для сетей, где в разные периоды времени могут подключаться разные компьютеры со своим сетевым оборудование.
IP-адрес имеет формат ххх.ххх.ххх.ххх, где ххх — числа от 0 до 255 (типичный IP адрес компьютера в локальной сети выглядит, как 192.168.0.1). В компьютере он представляется в двоичном виде.
Четыре числа в IP-адресе называются октетами, поскольку в каждом из них при двоичном представлении имеется восемь разрядов: 4*8=32. Октеты делят на две секции: Net и Host. Net-секция определяет сеть, к которой принадлежит компьютер. Host, который называют узлом, определяет конкретный компьютер в сети.
1.4 Заключение
ЛВС - это комплекс оборудования и программного обеспечения, обеспечивающий передачу, хранение и обработку информации, распределение ресурсов и организацию совместного доступа к сетевым программам. [6, 29.09.11] ЛВС включает в себя кабельную локальную сеть ЛВС, активное сетевое оборудование и компьютеры различного назначения. Объединение компьютеров в ЛВС - это необходимость в современной повседневной работе.
Топология ЛВС – это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети. Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего четыре: шина, звезда, кольцо, ячеистая.
ЛВС позволяют совместно использовать различное оборудование, облегчить доступ к информации и ее защиту, повысить эффективность труда. Современные ЛВС позволяют совместно работать сотрудникам, находящимся в разных офисах, независимо от места их нахождения - этажом выше или на другом континенте. Поэтому роль ЛВС предприятия необычайно велика, - от того, насколько грамотно она выполнена, зависят надежность и безопасность различных операций предприятия. Преимущества объединения компьютеров в локальные вычислительные сети следующие:
- совместное использование технических средств позволяет повысить эффективность владения периферийными устройствами - хранилищами данных, принтерами, сканерами, факсами, модемами;
- управление данными в сети предоставляет возможность совместного доступа и использования едиными базами данных множеством пользователей ЛВС;
- общие программные средства предоставляют возможность одновременного использования централизованных инсталляции ПО для работы на компьютерах сети;
- разделение ресурсов процессора позволяет использовать вычислительные мощности выделенных компьютеров для обработки данных пользователей сети;
- эффективное использование средств совместной работы и коммуникаций, таких как электронная почта, электронный документооборот, веб - технологии и Интернет.
На фоне возрастающей мощности ПК бурными темпами развиваются и сетевые технологии. Увеличение мощности компьютерного парка в корне меняет контент приложений, что приводит к росту объемов информации, передаваемой по сетям. Быстрый рост IP-трафика и конвергенция сложных приложений для работы с голосом, данными и мультимедиа требуют постоянного наращивания пропускной способности сетей.
Дальнейшие перспективы эволюции локальных сетей вполне предсказуемы: в ближайшем будущем заметно возрастет скорость передачи данных, будут разработаны новые алгоритмы коррекции ошибок, аутентификации пользователей и шифрования, что должно увеличить надежность соединений, получат широкое развитие технологии беспроводной связи и локальные сети, построенные на основе оптоволокна. При этом основой экономичных и высокопроизводительных сетевых решений остается технология Ethernet, которая на сегодняшний день является наиболее популярной и недорогой.
2. Практическая часть
2.1 Общая характеристика задачи
Компания «Страховщик» осуществляет страховую деятельность на территории России по видам полисов, представленных на рис.5. Каждый полис имеет фиксированную цену.
Компания имеет свои филиалы в нескольких городах (рис.6) и поощряет развитие каждого филиала, предоставляя определённый дисконт. Дисконт пересматривается ежемесячно по итогам общих сумм договоров по филиалам.
В конце каждого месяца составляет общий реестр договоров по всем филиалам (рис. 7).
1. Построить таблицы (рис. 5-7).
2. Организовать межтабличные связи для автоматического заполнения граф реестра: «Наименование филиала», «Наименование полиса», «Сумма полиса, руб.», «Сумма скидки по дисконту, руб.».
3. Организовать двумя способами расчёт общей суммы полисов по филиалам:
- подвести итоги в таблицы реестра;
- построить соответствующую сводную таблицу, предусмотрев возможность одновременно отслеживать итоги и по виду полиса.
4. Построить гистограмму по данным сводной таблицы.
|
Код вида страхового полиса |
Наименование страхового полиса |
Сумма страхового полиса, руб. |
|
101 |
От несчастного случая |
10 000 |
|
102 |
От автокатастрофы |
50 000 |
|
103 |
От авиакатастрофы |
60 000 |
|
104 |
Медицинский |
25 000 |
|
105 |
Автомобильный |
150 000 |
|
106 |
Жилищный |
500 000 |
Рис.5 Виды страховых полисов
|
Код филиала |
Наименование |
Дисконтный процент с каждого полиса по филиалу, % |
|
100 |
Московский |
3 |
|
200 |
Тульский |
2 |
|
300 |
Уфинский |
1 |
|
400 |
Липецкий |
2 |
|
500 |
Ростовский |
3 |
|
600 |
Воронежский |
2 |
Рис.6 Список филиалов компании «Страховщик»
|
Код филиала |
Наименование |
Код страхового |
Наименование |
Дата выдачи |
Сумма |
Сумма скидки по |
|
100 |
|
101 |
|
11.11.05 |
|
|
|
300 |
|
103 |
|
12.11.05 |
|
|
|
200 |
|
105 |
|
13.11.05 |
|
|
|
400 |
|
102 |
|
14.11.05 |
|
|
|
600 |
|
106 |
|
11.11.05 |
|
|
|
500 |
|
102 |
|
16.11.05 |
|
|
|
200 |
|
105 |
|
17.11.05 |
|
|
|
300 |
|
104 |
|
12.11.05 |
|
|
|
300 |
|
102 |
|
19.11.05 |
|
|
|
500 |
|
101 |
|
20.11.05 |
|
|
|
400 |
|
106 |
|
11.11.05 |
|
|
|
600 |
|
103 |
|
22.11.05 |
|
|
|
100 |
|
105 |
|
13.11.05 |
|
|
|
100 |
|
105 |
|
24.11.05 |
|
|
|
600 |
|
103 |
|
25.11.05 |
|
|
Рис.7 Реестр договоров
Описание алгоритма решения задачи смотрит в файле
Список использованной литературы
- Козырев А.А. Информатика: Учебник для вузов – СПб: Издательство Михайлова В.К., 2004. С. 284-285.
- Макарова Н.В. Информатика: Учебник – М.: Финансы и статистика, 2005. С. 230
- Каймин В.А. Информатика: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2000. - 232 с. - (Серия «Высшее образование»).
- Соболь Б.В. [и др.]. Информатика: Учебник для вузов. Изд. 3-е дополн. И перераб. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. 446 [1] c. (Высшее образование)
- Степанов А.Н. Информатика: Учебник для вузов. 4-е изд. – СПб: Питер, 2006.
- Новый систематизированный словарь - http://www.gpntb.ru/win/book/5/Doc3.html
- Локальная вычислительная сеть - http://ru.wikipedia.org
Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы
Virra Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно, а нам приятно).
Чтобы скачать бесплатно Курсовые работы на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
Важно! Все представленные Курсовые работы для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.
Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.
Если Курсовая работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.
Добавление отзыва к работе
Добавить отзыв могут только зарегистрированные пользователи.