Что относится к аппаратному обеспечению интернета

CheckTests

Создай свой урок с применением ПК

§9 Внешние устройства. Классификация внешних устройств. Аппаратное обеспечение для подключения к сети Интернет. Принципы работы аппаратных средств компьютера

9.1. Классификация внешних устройств

Внешние (периферийные) устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с пользователем, другими компьютерами или техническими устройствами.

Они подключаются к компьютеру через специальные разъемы — порты ввода-вывода. Большинство современных внешних устройств подключается к порту USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина).

Внешние устройства по своему назначению можно разделить на: устройства ввода, устройства вывода, устройства хранения информации, а также средства связи и коммуникации (пример 9.1).

К устройствам ввода информации относятся:

(Рассмотрите пример 9.2.)

К устройствам вывода информации относятся:

(Рассмотрите пример 9.3.)

Многие из устройств комбинируют в себе устройства ввода и вывода: многофункциональное устройство (МФУ) содержит в себе сканер и принтер; гарнитура объединяет микрофон и наушники. Сенсорные мониторы не только отображают информацию, но и позволяют ее вводить.

Устройства хранения — устройства внешней памяти, которые были рассмотрены в предыдущем параграфе.
Для работы многих устройств необходимы карты (платы) расширения (пример 9.4), которые содержат адаптеры.

Адаптер необходим для преобразования сигнала, поступающего от устройства, в двоичный код и обратно. Некоторые адаптеры встроены непосредственно на материнскую плату.

К средствам связи и коммуникации относят устройства, которые позволяют организовать передачу данных по компьютерной сети:

(Рассмотрите пример 9.5.)

9.2. Аппаратное обеспечение для подключения к сети Интернет
Количество пользователей Интернета в современном мире стремительно растет. Сегодня практически каждый человек может подключиться к Интернету.

Интернет — сложная система компьютерных сетей. Передача данных в компьютерных сетях требует согласованной работы большого количества разнообразных устройств. Для слаженного взаимодействия работы сетевых устройств Международной организацией стандартов (International Standard Organization — ISO) была разработана сетевая модель OSI (Open System Interconnection). Эта модель описывает правила и способы передачи данных в различных сетевых средах при организации сеанса связи.

Основными элементами модели являются уровни, прикладные процессы и физические средства соединения (пример 9.6). Модель включает в себя семь уровней. Каждому из них отводится конкретная роль, а общая задача передачи данных разбивается на отдельные подзадачи.

Основным с точки зрения пользователя является прикладной уровень. Этот уровень обеспечивает выполнение прикладных задач пользователей. На нем реализуются такие сервисы, как удаленная передача данных, электронная почта и работа веб-браузеров.

Сегодня существуют разнообразные способы подключения к Интернету. Основные отличия: принцип работы, скорость передачи данных, надежность, сложность настройки оборудования, цена.

По количеству трафика использование Интернета можно разделить на две группы: просмотр страниц (малое количество трафика) и скачивание больших файлов — фильмов, музыки и т. д. (требует большого количества трафика). В первом случае достаточно скорости обычного модемного соединения.

Однако такая скорость затрудняет скачивание файлов, поэтому для полноценного использования возможностей Интернета требуется высокоскоростной доступ.

Существует два вида технологий выхода в Интернет:

От технологии подключения к Интернету зависит тип используемого модема (пример 9.7).
Передача данных при проводной технологии осуществляется по специальному кабелю (оптоволокно или витая пара), который с одной стороны подключен к оборудованию провайдера, а с другой — в сетевую карту компьютера.

В зависимости от типа оборудования провайдера используются следующие способы проводного подключения к Интернету:

Беспроводные технологии служат для передачи данных между двумя и более точками на расстоянии, не требуя проводной связи. Для передачи информации могут использоваться радиоволны, а также инфракрасное, оптическое или лазерное излучение.

Наиболее существенными характеристиками беспроводных технологий передачи данных являются максимальная скорость передачи и максимальное расстояние, на которое можно передавать информацию (пример 9.8).

Беспроводные маршрутизаторы позволяют использовать Интернет, находясь в любом месте в пределах зоны доступа.
Еще недавно подключение к Интернету через спутниковую связь было практически недоступно для обычных пользователей из-за высокой цены.

Современная спутниковая связь по скорости, надежности и безопасности не уступает традиционной проводной. Существенным ее преимуществом является возможность применения в отдаленных и труднодоступных местах, где невозможно или слишком дорого прокладывать интернет кабель.

Спутниковой связью широко пользуются государственные службы, геологоразведочные и нефтяные компании, телекоммуникационные фирмы и другие крупные организации. В ряде случаев она является единственным вариантом интернет-коммуникаций (пример 9.9).

9.3.Принципы работы аппаратных средств компьютера
Современный компьютер использует электрические сигналы, т. е. ток или напряжение, значения которых меняются по закону, отображающему передаваемое сообщение. С помощью сигналов кодируются передаваемые и обрабатываемые данные.

Электрические сигналы можно использовать для кодирования как двоичный код: «1» — есть ток (ток больше пороговой величины); «0» — нет тока (ток меньше пороговой величины).
Чем меньше значений существует в системе, тем проще изготовить отдельные конструктивные элементы, оперирующие этими значениями. Наиболее надежным и дешевым является устройство, каждый разряд которого может принимать два состояния: есть ток/нет тока, высокое напряжение/ низкое напряжение, намагничено/не намагничено и т. д.

Пример 9.1. Внешние устройства:

Пример 9.2. Устройства ввода:

Сетевая карта WIFI

4G-модем для подключения по каналам сотовой связи

Маршрутизатор со встроенным модемом

Уровни сетевой модели OSI

Пример 9.7. Классификация модемов по виду соединения:

Пример 9.8. Классификация беспро­водных сетей по дальности действия:

Беспроводные глобальные сети (Wireless Wide Area Network — WWAN) основываются на различных технологиях, таких как GPRS, EDGE, HSPA, LTE и др., которые являются надстройками над технологией мобиль­ной связи. Они позволяют пользова­телю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройства­ми в сети, а также с внешними сетя­ми, в том числе Интернет. В качестве модема для подключения к Интернету может использоваться мобильный теле­фон. Компьютер может подключаться к телефону посредством USB-кабеля или беспроводным способом.

Пример 9.9. Схема подключения к Интернету с использованием спутнико­вой связи:

Двоичный код используется для ко­дирования данных еще и потому, что устройствам гораздо проще и быстрее выполнять арифметико-логические опе­рации в двоичной системе счисления, чем в десятичной.

В 1959 г. ученые из Московского го­сударственного университета под руко­водством Николая Брусенцева раз­работали первую и единственную ЭВМ на основе троичной логики. Называлась она «Сетунь». Других компьютеров на основе троичного кода нет и не было.

Идею использовать для вычис­лений троичную систему высказал еще в XIII в. итальянский матема­тик Фибоначчи. Он сформулировал и решил задачу о гирях: если можно класть гири только на одну чашу ве­сов, то удобнее, быстрее и экономичнее делать подсчеты в двоичной системе, а если можно класть гири на обе чаши, то целесообразнее прибегнуть к троич­ной системе.

1. Какие устройства компьютера относят к внешним?
2. На какие группы можно разделить внешние устройства в зависимости от их назначения?
3. Какие существуют способы подключения к Интернету?
4. Какое оборудование может использоваться для проводного подключения к Интернету?
5. Какие технологии используются для беспроводн ого подключения к Интернету?

Источник

Аппаратное и программное обеспечение сетей

Всё обеспечение сети разделяют на два вида:
1. Аппаратное – оборудование, которое обеспечивает существование и функционирование сети
2. Программное – программы необходимые для работы в сети

Аппаратное обеспечение сети

Чтобы сеть функционировала нужны сервера, компьютеры абонентов, устройства для объединения компьютеров в сети и линии связи между ними.

Компьютер-сервер – это высокопроизводительный компьютер, который постоянно подключён к сети и имеет бесперебойное электропитание, при этом он занимается постоянным приёмом/передачей информации по сети и обеспечивает предоставление информационных услуг в сети.

Компьютер-терминал – это наш домашний компьютер, через который мы выходим в интернет для получения и передачи информации.

Чтобы выйти в интернет не достаточно одного компьютера, ещё для этого необходим модем.

Модем – название произошло от слов модулятор/демодулятор. Модуляция – это преобразование информации из дискретной цифровой формы в аналоговую при передаче информации в сеть, демодуляция – наоборот. Информация в ЭВМ имеет дискретную двоичную форму, а линии телефонной связи, через которые выходим в интернет передают аналоговый – непрерывный сигнал, вот для того чтобы преобразовывать сигнал из одного вида в другой и нужен модем.

Модем (модулятор/демодулятор) — устройство для преобразования физической формы представления информации из компьютерного стандарта в стандарт телефонной связи и обратно.

До развития интернета самыми популярными были модемы для коммутируемых телефонных линий или как их ещё называли dial-up модемы, которые издавали шипяще-звинящие звуки в момент подключения к сети и обеспечивали скорость передачи до 8 килобит в секунду.

На скорость работы таких модемов влияла их скорость, измеряющаяся в бодах.

Бод — единица скорости передачи сигнала, измеряемая числом дискретных переходов или событий в секунду. Бод используется как единица измерения при обозначении скорости модемов для коммутируемых телефонных линий, выражающая число изменений состояния канала связи в секунду (для модема – действительную частоту несущей при передаче данных).
Названа в честь Эмиля Бодо, изобретателя кода Бодо — кодировки символов для телетайпов.

Иногда ошибочно считают, что бод — это количество бит, переданное в секунду. Но это верно лишь для двоичного кодирования. Например, в современных модемах используется квадратурная амплитудная манипуляция, и одним изменением уровня сигнала может кодироваться несколько (до 16) бит информации.
Например, при символьной скорости 2400 бод скорость передачи может составлять 9600 бит/c благодаря тому, что в каждом временном интервале передаётся 4 бита.

Кроме этого, бодами выражают полную ёмкость канала, включая служебные символы (биты), если они есть. Эффективная же скорость канала выражается другими единицами, например битами в секунду (бит/c, bps).

В высокоскоростных модемах один символ несёт несколько битов. Например, модемы V.22bis и V.32 передают 4 бита на 1 символ, V.32bis – 6 битов, а V.34 – 9.

До появления DSL модемов скорость интернета у обычных пользователей была не большой, но теперь с приходом технологий DSL и VPN скорость интернета ограничивается чаще только тарифным планом провайдера.

Также необходимым наличием, в случае подключения к интернету по выделенному каналу связи или с помощью DSL модема необходима сетевая карта.

Сетевая карта (сетевая плата или Ethernet-адаптер или NIC – network interface card) – периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Существует 4 основных вида линий (каналов) связи:
1. Телефонные линии
2. Электрическая кабельная сеть
3. Оптоволоконная кабельная сеть
4. Радиосвязь (радиорелейные линии, спутники)
Все эти каналы связи различаются по пропускной способности, помехоустойчивости, стоимости.
Самый дешёвые – телефонные, т.к. их уже протянули и они используются и для обычных телефонов, самые дорогие – оптоволоконные.
Помехоустойчивые – оптоволоконные, неустойчивые – радиосвязь.
Пропускная способность — это максимальная скорость передачи информации по каналу. Измеряется в Кбит/с или Мбит/с.
Примерная оценка пропускной способности телефонных линий около 50Мбит/с, у оптоволоконных и радиосвязи до 1Гбит/с.

Основной протокол, через который работает сеть Интернет TCP/IP.

Протокол – это стандарт на предоставление сетевой информации, на способы её передачи и обработки в сети.

TCP – transfer control protocol – протокол управления передачей. Особенность передачи информации в том, что она передаётся пакетами (частями), т.е. посланный нами файл другому абоненту сети сначала разбивается на части, а затем в виде отдельных частей передаётся по сети, доходит до абонента и собравшись обратно в единое целое показывается ему. Чтобы пакеты успешно собрались к ним добавляется служебная информация – какой частью какого файла является и кому должен быть доставлен пакет.

IP – internet protocol – обеспечивает доставку каждого отдельного пакета до пункта назначения.

Благодаря делению передаваемой информации на пакеты происходит снижение нагрузки на узлы сети, т. к. если прийдёт неисправный пакет, то его перекачать заново проще, чем целый файл заново. Особенно это даёт преимущества на плохих линиях связи или при отправке больших объёмов данных.

Программное обеспечение сети

Основным ПО для функционирования сетей являются сетевые операционные системы на серверах: Windows Server, FreeBSD, различные версии Linux и другие.

ПО делится на два вида:
Базовое — обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP.
Прикладное — обеспечивает работу служб интернета — WWW, почта и другие.

Основная технология работы сети – клиент-сервер – программа-клиент на компьютере абонента сети формирует запросы, а сервер обрабатывает эти запросы.

Интернет — это всемирная система компьютерных сетей, объединённых на базе общего протокола TCP/IP, также её именуют WWW – World Wide Web – всемирная паутина или всемирная информационная сеть.

Всемирная сеть состоит из сети документов, ещё их называют веб-страницами, связанных между собой гиперссылками.

HTTP – Hyper Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста, который занимается обработкой гиперссылок, поиском и передачей документов клиенту.

Гиперссылка (гипертекст) — это слово или участок текста, который выделен каким-либо цветом и щелчок по которому позволит перейти на другую веб-страницу или веб-сайт.

Гиперссылка, связанная с другой страницей образует гиперсвязь. Если гиперсвязь осуществляется между мультимедиа документами, то она образует систему — гипермедиа.

Веб-страницы хранятся на веб-сервере, а если страницы находятся в одном домене, то все вместе они составляют веб-сайт.

Для просмотра веб-документов в сети Интернет необходима клиент-программа — браузер.

Источник

Аппаратное обеспечение компьютерных сетей.

Для объединения компьютеров в локальных сетях наиболее часто используются сетевые адаптеры (сетевые карты), концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы.

Рассмотрим более подробно каждый тип оборудования.

Сетевой адаптер – это устройство необходимое для подключения компьютера к локальной сети. Сетевой адаптер устанавливается в свободный слот (разъем) материнской платы компьютера, как и адаптеры, выполняющие другие функции, например видеоадаптер. Сетевые адаптеры можно классифицировать по следующим признакам:

· в зависимости от типа и разрядности используемой в компьютере внутренней шины;

· в зависимости от типа принятой в сети сетевой технологии – Ethernet, Token Ring, FDDI и т. д.;

· в зависимости от типа среды (канала) передачи данных – коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, кабель типа витая пара.

Сетевой адаптер присоединяется к кабелю с помощью специальных коннекторов. Для кабеля типа витая пара используется коннектор типа RG-45, внешне напоминающий разъем для подключения телефона. Для подключения к коаксиальному кабелю используются так называемые BNC-коннекторы и Т-коннекторы. Существуют сетевые адаптеры, использующие беспроводной принцип взаимодействия. В настоящее время тремя главными типами беспроводной передачи данных являются радиосвязь, связь в микроволновом диапазоне и инфракрасная связь. Наиболее распространенным, в настоящее время, вариантом организации беспроводной локальной сети является использование WiFi оборудования. WiFi является аббревиатурой от «Wireless Fidelity» (беспроводная связь) и представляет собой стандарт беспроводного доступа, обеспечивающий скорость передачи информации до 54 Мбит/сек.

Каждый сетевой адаптер имеет уникальный внутренний номер, так называемый MAC-адрес, позволяющий однозначно идентифицировать источник информации в сетевой среде.

Различные типы кабелей используются в качестве носителей, или среды передачи данных. Хотя беспроводные технологии передачи данных становятся все более популярными в настоящее время, основным типом носителя для сетевых коммуникаций остается кабель. Наиболее распространены кабели следующих типов:

· кабель типа витая пара;

Кабель типа витая пара – наиболее распространенный в настоящее время тип кабеля, бывает двух видов: неэкранированная и экранированная витая пара. Внутренняя конструкция состоит из нескольких скрученных пар медных проводов, окруженных заземленной оболочкой из медной сетки, или алюминиевой фольги, в случае экранированной витой пары. Существует несколько типов неэкранированной витой пары. В настоящее время наиболее часто используются тип UTP-5 (UTP – Unshielded Twisted Pair). Кабель UTP-5 обеспечивает скорость передачи информации до 1000 Мбит/сек. Кабель типа неэкранированная витая пара – это наиболее дешевый и простой в установке тип кабеля. Но у него существуют и недостатки. Кабель чувствителен к помехам со стороны внешних электромагнитных источников и взаимному наложению сигналов между отдельными проводами самого кабеля. Длина кабельного сегмента, т.е. расстояние от компьютера до усилителя (повторителя) сигнала не может превышать 100 метров, поскольку сигнал ослабевает при перемещении по кабелю.

Кабель типа экранированная витая пара (STP – Shielded Twisted Pair) в меньшей степени подвержен внешним электромагнитным воздействиям, более сложен в установке. Длина кабельного сегмента также ограничена 100 метрами.

Коаксиальный кабель напоминает кабель, который используется для подключения антенны к бытовому телевизору. Скорость передачи данных по этому типу носителя составляет 10 Мбит/сек. Длина кабельного сегмента может составлять от 185 до 500м, в зависимости от типа коаксиального кабеля. Наибольшее распространение получили так называемый «тонкий» маркировка RG-58 и «толстый» кабель маркировка RG-8 и RG-11. Данный тип кабеля устарел и мало используется в настоящее время.

Оптоволоконный кабель является в настоящее время самой совершенной, но и самой дорогой средой для передачи информации. Оптическое волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния. Кабель состоит из центрального волоконного проводника, по которому и распространяется световой сигнал, окруженного другим слоем волокна. Показатель преломления светового луча у двух этих слоев разный. Существует два типа кабелей: одномодовый, в котором может распространяться только один луч, и многомодовый, в котором может распространяться большое число лучей. В одномодовом волокне диаметр центрального волоконного проводника несколько меньше чем в многомодовом. Скорость передачи информации при использовании данного типа кабеля достигает 10 Gb/сек (10000 Мбит/сек). Оптоволоконный кабель используется в основном в глобальных и региональных сетях, а также на магистралях больших локальных сетей.

Концентратор (многопортовый повторитель, или HUB) – это устройство, используемое для объединения отдельных рабочих мест (компьютеров) в локальную сеть. Современные концентраторы имеют, как правило, 8, 12, 16, 24, или 48 портов (разъемов) для подключения компьютеров. Все порты концентратора равноправны. При получении сигнала от одного из подключенных к нему компьютеров концентратор транслирует его на все остальные порты. Таким образом, концентратор является центральной точкой соединения компьютеров в сети. Кроме функции соединения компьютеров концентратор может выполнять еще несколько функций. Это: усиление (повторение) сигнала, автосегментация (автоматическое отключение неисправных портов), обеспечение сбора статистики по загрузке сети. Концентраторы можно соединять друг с другом для увеличения размера сети.

Коммутатор (switch) – это устройство, которое также может использоваться для объединения компьютеров, или различных сегментов локальной сети (ЛС). В отличии от концентратора, коммутатор при получении сигнала (пакета данных) от одного из подключенных к нему компьютеров не транслирует его на все остальные порты, а передает его только в тот порт, к которому подключен компьютер, являющийся получателем этого пакета данных. В результате скорость передачи данных увеличивается, поскольку в сети сокращается количество коллизий, характерных для технологии Ethernet.

ЛC имеют свойство перерастать начальные проекты. С ростом компаний растут и ЛС. Изменение профиля деятельности или организации работы компании могут потребовать переконфигурации сети. Это становится очевидным, когда:

Сети не могут расширяться за счет простого добавления рабочих станций и прокладки кабеля. Любая топология или архитектура имеет свои ограничения. Однако существуют устройства, которые могут:

К таким устройствам относятся: репитеры, мосты, маршрутизаторы, мосты-маршрутизаторы и шлюзы.

Репитеры

Это устройства, которые принимают затухающий сигнал из одного сегмента сети, восстанавливают его и передают в следующий сегмент, чем повышают дальность передачи сигналов между отдельными узлами сети (рис. ниже).

Подключение репитера в ЛВС

Репитеры передают весь трафик в обоих направлениях и работают на физическом уровне модели OSI. Это означает, что каждый сегмент должен использовать одинаковые: форматы пакетов, протоколы и методы доступа. То есть, с помощью репитера можно объединить в единую сеть два сегмента Ethernet и невозможно Ethernet и Token Ring.

Так передавая из сегмента в сегмент каждый бит данных, они будут передавать и искаженные пакеты, и пакеты, не предназначенные этому сегменту. В результате проблемы одного сегмента скажутся и на других. Т.е. применение репитеров не обеспечивает функцию изоляции сегментов. Кроме того, репитеры будут распространять по сети все широковещательные пакеты. И если устройство не отвечает на все пакеты или пакеты постоянно пытаются достичь устройств, которые никогда не отзываются, то производительность сети падает, т. е. репитеры не осуществляют фильтрацию сигналов.

Мосты

Принципы работы мостов

Работа моста основана на принципе, согласно которому все узлы сети имеют уникальные сетевые адреса, и мост передает пакеты исходя из адреса узла назначения (рис. ниже).

Пример комплексирования сегментов ЛВС с использованием мостов

Управляя доступом к сети, мост:

Мост обладает некоторым «интеллектом», поскольку изучает, куда направить данные. Когда пакеты передаются через мост, адреса передатчиков сохраняются в памяти моста, и на их основе создается таблица маршрутизации. В начале работы таблица пуста. Затем, когда узлы передают пакеты, их адреса копируются в таблицу. Имея эти данные, мост изучает расположение компьютеров в сегментах сети. Прослушивая трафик всех сегментов, и принимая пакет, мост ищет адрес передатчика в таблице маршрутизации. Если адрес источника не найден, он добавляет его в таблицу. Затем сравнивает адрес получателя с БД таблицы маршрутизации.

Рассмотренный вариант соответствует наиболее простым, так называемым прозрачным мостам. В настоящее время находят применение мосты с алгоритмом остовного дерева, мосты с маршрутизацией от источника и др.

Назначение мостов

Различают локальные и удаленные мосты. Удаленные мосты используются в больших сетях, когда ее отдельные сегменты связываются телефонными (или иными) каналами связи.

Однако если для соединения двух кабельных сегментов ЛВС используют только один локальный мост, то в крупных сетях приходится использовать два удаленных моста, подключенных через синхронные модемы к выделенному каналу связи (рис. ниже).

Использование двух удаленных мостов

Маршрутизаторы

Маршрутизатор в отличие от моста имеет свой адрес и используется как промежуточный пункт назначения.

Источник