Информатика. Учебник для 9 класса (по учебнику К. Ю. Полякова, Е.А. Еремина, базовый уровень)
§3. Локальные сети.
Типы локальных сетей
Ключевые слова:
• локальная сеть • одноранговая сеть • сеть с выделенным сервером • беспроводная сеть • Bluetooth • Wi-Fi • точка доступа • сетевая карта • коммутатор • патч-корд • маршрутизатор
Локальной сетью обычно называют компьютерную сеть в одном или нескольких соседних зданиях. В небольших организациях часто используют одноранговые сети (на 10-15 компьютеров), в которых все компьютеры равноправны: каждый может выступать как в роли клиента, так и в роли сервера.
Пользователь может открыть общий доступ к некоторым ресурсам своего компьютера (папкам на диске, принтерам), так что ими могут пользоваться другие. Каждому пользователю можно дать свои права для работы с ресурсом, например разрешить только читать данные, но не изменять их.
Одноранговые сети недороги, просты в настройке и обслуживании, не требуют сложного программного обеспечения. Все компьютеры независимы друг от друга, отключение одного из них не нарушает работу остальных в сети.
В одноранговой сети нет единого центра управления, поэтому на каждом компьютере приходится создавать учётные записи всех пользователей сети и настраивать права доступа. Это усложняет обслуживание сети и защиту данных. Чем больше компьютеров в сети, тем сложнее ею управлять.
В крупных организациях используют сети с выделенными серверами, в которых один или несколько мощных компьютеров играют роль серверов (пользователи на них не работают), а остальные (клиенты, рабочие станции) используют их ресурсы.
В таких сетях основная обработка данных выполняется на серверах, а на рабочие станции передаются готовые результаты. Это уменьшает поток данных в сети. На компьютерах-клиентах можно использовать самое разное оборудование и операционные системы; главное, чтобы они смогли обращаться к серверу по нужному протоколу. Повышается уровень безопасности данных, потому что права на доступ устанавливаются только на серверах, где хранятся данные. Рабочие станции не должны быть очень мощными, для ускорения работы всей сети нужно усилить только серверы.
В то же время серверное оборудование стоит достаточно дорого, для настройки и обслуживания серверов нужны грамотные специалисты.
На серверах обычно используют специальные серверные операционные системы (Windows Server; Linux, FreeBSD). В таких ОС основное внимание уделяется стабильной и надёжной работе с большим количеством клиентов, а не пользовательскому интерфейсу. Они обеспечивают работу пользователей, веб-узла, электронной почты, систем управления базами данных и т. п.
Важная возможность серверных ОС — терминальный доступ, при котором пользователь со своей рабочей станции запускает программу на сервере и получает на своем экране результаты её работы.
Используя текст параграфа, запишите в таблицу достоинства и недостатки одноранговых сетей и сетей с выделенными серверами.
Беспроводные сети
Беспроводные сети используются там, где создание кабельной сети невозможно или невыгодно, например за пределами зданий, в исторических помещениях и т. п. Через них мобильные компьютеры (ноутбуки, планшетные компьютеры, смартфоны) могут легко подключаться к сети и получать доступ к Интернету. Обмен данными происходит с помощью радиоволн сверхвысокой частоты.
Стандарт Bluetooth для беспроводных персональных сетей позволяет обмениваться данными восьми устройствам. Это могут быть настольный и планшетный компьютеры, мобильный телефон, ноутбук, принтер, цифровой фотоаппарат, мышь, клавиатура, наушники.
Радиус действия сети Bluetooth обычно не более 20 м, он зависит от мощности передатчиков, а также от преград и помех. Максимальная скорость1* обмена данными может достигать 24 Мбит/с. В будущем с помощью Bluetooth можно будет связывать любые электронные устройства, включая холодильники и стиральные машины. Для обеспечения защиты данных от перехвата приёмник и передатчик 1600 раз в секунду одновременно меняют частоту сигнала.
Скорость передачи данных по сети Bluetooth равна 3 Мбит/с. Оцените время передачи видеофайла объёмом 25 Мбайт.
В локальных беспроводных сетях применяют стандарт Wi-Fi (от англ. Wireless Fidelity — беспроводная точность). Компьютеры подключаются к беспроводной сети через специальное устройство — точку доступа (рис. 1.6). Одна точка доступа обычно обслуживает не более 15 компьютеров (при увеличении этого количества падает скорость передачи данных). Часто главная задача точки доступа — обеспечить мобильным компьютерам доступ к кабельной сети и выход в Интернет.
Рис. 1.6
При указании скорости передачи данных используются десятичные приставки (а не двоичные, как при измерении количества информации), например 1 Мбит/с = 106 бит/с.
Скорость передачи данных в сетях Wi-Fi может достигать 600 Мбит/с. Радиус действия сети в помещениях не превышает 45 м, а вне зданий — 450 м.
Скорость передачи данных по сети Wi-Fi равна 50 Мбит/с. Оцените время передачи видеофайла объёмом 25 Мбайт.
Технология Wi-Fi широко используется как в офисах, так и в домашних сетях. Бесплатный выход в Интернет через Wi-Fi предоставляют многие библиотеки, университеты, кафе (для привлечения посетителей), гостиницы. Такие зоны доступа называют «хот-спот». В некоторых гостиницах и аэропортах эта услуга платная.
Используя дополнительные источники, выясните, от каких иностранных слов произошло выражение «хот-спот» и как переводятся эти слова.
Сети Wi-Fi работают в радиоэфире, так что любое приёмное устройство, настроенное на нужную частоту, может перехватить сигнал. Поэтому в беспроводных сетях важно обеспечить защиту данных. Для этого используют специальные алгоритмы кодирования сигналов и шифрование.
Используя текст параграфа, заполните в тетради таблицу характеристик беспроводных сетей.
Оборудование для локальных сетей
В современных локальных сетях используется технология пакетной передачи данных, которая называется Ethernet. Для связи компьютеров могут применяться электрические кабели или оптоволокно. Существующий стандарт определяет скорости передачи данных до 100 Гбит/с.
Используя дополнительные источники, выясните, от какого слова произошло название Ethernet.
Для того чтобы подключить компьютер к кабельной сети, он должен иметь сетевую карту (сетевой адаптер, англ. network interface card) — рис. 1.7. В современных материнских платах настольных компьютеров и в ноутбуках обычно уже есть встроенная сетевая карта, поддерживающая стандарт Ethernet со скоростью до 1 Гбит/с.
В большинстве кабельных локальных сетей данные передаются со скоростью 100 Мбит/с. Для соединения компьютеров используется восьмижильный кабель «витая пара», который представляет собой четыре пары скрученных проводов. Восьмиконтактный разъём с защёлкой часто называют RJ-45 (см. рис. 1.7).
Рис. 1.7
На большие расстояния данные передают по оптоволоконным кабелям, в которых информацию переносит луч света. Свет идёт внутри кабеля, отражаясь от стенок стеклянного или пластикового цилиндра-световода.
Компьютеры объединяются в единую сеть по схеме «звезда» с помощью коммутаторов («свитчей») — рис. 1.8.
Рис. 1.8
Компьютер соединяют с коммутатором отрезком кабеля с двумя разъёмами RJ-45, который называется «патч-корд».
Используя дополнительные источники, выясните, от каких иностранных слов произошло название «патч-корд». Что оно означает?
Обычно все компьютеры, входящие в локальную сеть, получают доступ к Интернету через один канал связи. Для связи локальной сети с другими сетями необходим маршрутизатор. Задача маршрутизатора — определить дальнейший маршрут движения пакета и направить его на нужный выход (порт). Роль маршрутизатора в локальной сети может выполнять обычный компьютер с несколькими сетевыми картами.
Используя дополнительные источники, выясните, как иначе называют маршрутизатор. От какого слова образован этот термин?
Для подключения к беспроводным сетям компьютер должен иметь адаптер Wi-Fi, который есть во всех современных переносных устройствах — ноутбуках, планшетных компьютерах, смартфонах. Если встроенного адаптера нет, можно использовать дополнительный адаптер, который подключается к USB-порту. Устройство подключается к беспроводной сети и получает доступ в Интернет через точки доступа или беспроводные маршрутизаторы (рис. 1.9).
Рис. 1.9
Выводы
• Одноранговые сети — это сети, в которых все компьютеры равноправны. Они используются при небольшом количестве компьютеров.
• В сетях с выделенными серверами один или несколько компьютеров выполняют роль серверов, пользователи на них не работают.
• Для персональных беспроводных сетей используется технология Bluetooth, для локальных — Wi-Fi. Главная проблема беспроводных сетей — обеспечение защиты данных.
Нарисуйте в тетради интеллект-карту этого параграфа.
Вопросы и задания
1. Как вы думаете, можно ли использовать технологию «клиент-сервер» в одноранговых сетях?
2. Почему существует две беспроводные технологии: Bluetooth и Wi-Fi?
4. Как защищается информация в беспроводных сетях?
7. Выполните по указанию учителя задания в рабочей тетради.
Подготовьте сообщение
а) «Серверные операционные системы»
б) «Что такое терминальный сервер?»
§3. Локальные сети.