Apraksts:

Šis ir darbs par Datortīkliem un to pielietojumu mūsdienās, kur tos lieto visbiežāk un kādi ir saslēgumu veidi.

Darbs:

Rīgas Imantas vidusskola


Zinātniski pētnieciskais darbs

Datortīkli

Darba autors:


Darba vadītāja:


Rīga
2008

Saturs

Ievads 4
Datortīkli 5
Lokālā tīkla sastāvdaļas 5
Lokālais tīkls 5
Failu serveris 6
Darba stacija 6
Tīkla karte 6
Datortīklu savienojumu veidi 8
Dators – dators 8
Maģistrāles topoloģija 8
Zvaigznes topoloģija 9
Gredzena topoloģija 9
Jaukta tipa topoloģijas 10
Kabeļi 11
Koaksiālais kabelis 11
Vītais pāris 12
Optiskais kabelis 13
Tīklu saslēguma veidi 14
Tievā kabeļa Ethernet tīkls 14
Vītā pāra Ethernet 15
Centrmezgls (hub) 15
Komutators (switch) 15
Maršrutētājs (router) 16
Ethernet tīkla darbības principi 16
Bezvadu lokālie tīkli 17
Pētījums 18
Secinājumi 19
Izmantotā literatūra 20


Ievads

Datoru apvienošana tīklos mūsdienās kļūst par vienu no galvenajiem informātikas attīstības virzieniem. Tie ļauj kolektīvi izmantot iekārtas, programmatūru un datus. Datortīkli strauji ieiet biznesa pasaulē un arī ikdienas dzīvē. Viss ir vienkārši, kamēr tiek lietots viens dators, printeris un skeneris – visas ierīces bez problēmām var savienot kopā. Bet, ja ir vairāki lietotāji, kas strādā katrs ar savu datoru, un visi vēlas vienlaikus izmantot vienu un to pašu ierīci, tad patiešām rodas problēmas. Šādā gadījumā viss ir jāsavieno tīklā, lai visi lietotāji varētu piekļūt ierīcēm, tīklam, Web, uzņēmuma datiem un informācijai. Internets ir pats lielākais un populārākais no globālajiem tīkliem. Precīzāk izsakoties, tas ir tīklu apvienojums, kurā ietilpst dažādās pasaules valstīs izvietoti tīkli. Daži cilvēki maldīgi uzskata, ka internets ir kāds noteikts vienots veselums, taču tas tā nebūt nav. Internets ir vienmēr mainīgs daudzu datoru apvienojums visā pasaulē. Mazajiem uzņēmumiem interesē lokālie tīkli un, protams, internets. Kad uzņēmums ir mazs un tajā ir tikai, piemēram, divi datori, tos var savienot tīklā un koplietot visas iespējas. No viena datora var piekļūt failiem otrā datorā. No abiem var lietot vienu printeri un tā tālāk. Tas ir ērti līdz brīdim, kad viss, ko dara vienā datorā, palēnina otra datora darbību, vai līdz brīdim, kad neko nevar izdrukāt, otrā datorā nav aizvērtas dažas programmas. Darba iespējas un ātrums dramatiski samazinās. Kad izveidojas šādi apstākļi, savu lokālo tīklu var pārvērst par tīklu ar cilvēka un servera sakariem. Ir jāuzstāda serveris, kas visas ierīces savieno tīklā. Lai arī visu tīklā saslēgto datoru – klientu – cietajos diskos ir saglabāta uzņēmuma informācija, koplietošanai paredzētie faili un resursi ir savienoti ar serveri.
Zinātniski pētnieciskā darba mērķis: izzināt datortīklu raksturojumu un pielietojuma iespējas.
Zinātniski pētnieciskā darba uzdevumi:
 analizēt informāciju par datortīkliem, to priekšrocības un trūkumus;
 izzināt drošākā slēguma tipu;
 izzināt lielāko Rīgas augstskolu un citu skolu datortīkla slēguma tipu.

Datortīkli

Tīkls (net) ir datu pārraides sistēma, kas savieno dažādās vietās esošus datorus. Tīklu veido aparatūra un programmatūra, kas nodrošina tīkla aparatūras funkcionēšanu.


Lokālā tīkla sastāvdaļas

Jebkura datoru tīkla trīs galvenās sastāvdaļas ir:
 savienojumi – fiziskie elementi, kas nepieciešami, lai datoru pieslēgtu tīklam (vadi, savienotāji, tīkla kartes);
 protokoli – iepriekš noteiktu un pieņemtu signālu, kodu un noteikumu kopums, kas nosaka datu apmaiņas kārtību starp datoriem, piemēram, NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP;
 servisi – programmas, kuras nodrošina noteiktus tīkla pakalpojumus.

Lokālais tīkls

Lokālā tīkla pamatā ir parasti datori, kurus tīklam pieslēdz, izmantojot speciālu paplašinājuma karti (parasti – tīkla karti). Lielos tīklos specializētu funkciju veikšanai var tikt paredzēti atsevišķi datori, piemēram, drukāšanas serveris, kas vada printeru darbību, vai komutācijas serveris, sakariem ar modemiem u.c. Datoru savienojošo elementu apraksts dots pielikumā (Tīklu veidojošie fiziskie elementi).
Tīklā izmantojamie protokoli parasti ietilpst datora operētājsistēmas sastāvā. Protokoliem pastāv vairāki līmeņi, kuros augstāka līmeņa protokoli par pamatu izmanto zemāka līmeņa protokolus.
Protokolu uzdevums ir nodrošināt sakarus starp jebkurām tīkla iekārtām. Protokolam ir jābūt spējīgam atpazīt adresi, kas ir unikāla katrai tīklam pieslēgtajai iekārtai, un nodrošināt paziņojumu nogādi adresātam.
Izmantojamo servisu klāstu nosaka gan operētājsistēmas, gan arī speciālās programmatūras piedāvātās iespējas.

Failu serveris

Failu serverim tīklā ir galvenā loma. Jo serverim ir pieslēgts vairāk darba staciju, jo tā jaudai vajadzētu būt lielākai. Īstu serveri reti izmanto kā parastu darba datoru, un tam ir specifiska programmatūra. Lai nodrošinātu tīkla darbu jebkurā laikā, serveri bez īpašas vajadzības neizslēdz. Tā kā tīkla administrēšana neprasa ilgstošu un regulāru darbu pie servera, tas var būt komplektēts ar ne pārāk kvalitatīvu monitoru, peli un klaviatūru, uzsvaru liekot uz koplietošanas iekārtām un datora jaudu.
Galvenais servera uzdevums ir visu pieņemto pieprasījumu izsekošana, piekļūšanas vadība resursiem, maksimāli ātra šo resursu piedāvāšana klientiem.

Darba stacija

Atsevišķu darba staciju aprīkojums ir atkarīgs no servera iespējām un jaudas. Ja serverim ir piešķirta centrālā loma, darba stacijas var būt mazāk jaudīgas.

Tīkla karte

Datoru tīklam pieslēdz, izmantojot tīkla karti (adapteri). Izņēmums ir pseidotīkls. Tīkla karte var būt arī integrēta sistēmplates sastāvā.


Parasti tīkla karte atbalsta vienu no lokālo tīklu arhitektūrām, piemēram, Ethernet, LocalTalk, Token Ring vai Arcnet. Pašlaik populārākā tīkla arhitektūra ir Ethernet. Ethernet tīkla adapteri atbilst vienai vai vairākām Ethernet specifikācijām:
 10Base-2 (10 Mb/s tievais koaksiālais kabelis);
 10Base-5 (10 Mb/s resnais koaksiālais kabelis);
 10Base-T (10 Mb/s vītais pāris);
 100Base-TX (100 Mb/s vītais pāris, 2 pāri);
 100Base-T4 (100 Mb/s vītais pāris, 4 pāri);
 100Base-FX (100 Mb/s optiskais kabelis);
 1000Base-T (1 Gb/s vītais pāris);
 1000Base-SX (1 Gb/s optiskais kabelis).

Tīkla kartes izvēle ir atkarīga no izvēlētās tīkla topoloģijas un aparatūras. Tīkla datoriem parasti izmanto 10 vai 100 Mb/s tīkla kartes. Lai tīkls strādātu efektīvāk, serverim izvēlas jaudīgāku tīkla karti.
Kartes ārpusē atrodas kabeļu pieslēgvietas. Lai karti varētu izmantot dažāda tipa kabeļu tīkliem, vienai kartei var būt vairākas pieslēgvietas. Lai izmantotu atšķirīgu tipu kabeļus, nav nepieciešams veikt kādas programmu vai aparatūras uzstādījumu maiņas.



Datortīklu savienojumu veidi

Dators – dators
Savā starpā var savienot divus datorus. Tā kā šo saslēgumu īsti par tīklu nosaukt nevar, to dēvē par pseidotīklu. Abus datorus savieno savā starpā ar speciālu kabeli.

Parasti savienošanai netiek izmantotas tīkla kartes, bet gan porti (vietas, kur pieslēdz ārējās ierīces, piemēram, printeri).


Maģistrāles topoloģija
Maģistrāles tīkls sastāv no centrālās līnijas, kurai pieslēgti visi datori: darba stacijas un serveris. Savulaik šī tehnoloģija tika plaši izmantota, pateicoties nelielajam kabeļu skaitam un garumam, kā arī datu pārraides ātrumam. Maģistrāles slēgumā visi datori ir savstarpēji savienoti un uztver visus tīklā raidītos paziņojumus.


Priekšrocības:
 lēts kabelis un spraudņi;
 vienkārša uzstādīšana (jebkurā brīdī darba staciju pie tīkla var pieslēgt vai atslēgt no tā, nepārtraucot visa tīkla darbu);
 darba stacijas ar informāciju var apmainīties bez servera starpniecības.
Trūkumi:
 kabeļa pārtrūkšanas gadījumā no ierindas iziet viss tīkls;
 grūti noteikt kabeļa bojājuma vietu;
 ierobežots kabeļa garums, kā arī pieslēdzamo staciju skaits;
 iespēja nesankcionēti pieslēgties tīklam, jo ir ļoti vienkārši tīklā ievietot kādu starpposmu.


Zvaigznes topoloģija

Zvaigznes topoloģijā visi tīklā ieslēgtie datori ir savienoti ar centrmezglu (hub), kas nodrošina kopējo savienojumu tā, lai katrs dators var apmainīties ar informāciju ar jebkuru citu tīkla datoru.

Šī slēguma tipa priekšrocības:
 kabeļa bojājums rada problēmas tikai vienam datoram un neietekmē pārējā tīkla darbu;
 viegli pieslēgt jaunu datoru, jo tas ir jāpieslēdz tikai centrmezglam;
 drošs aizsardzības mehānisms pret nesankcionētu piekļūšanu (iespējama centralizēta tīkla vadība un uzraudzība);
 liels datu pārraides ātrums no darba stacijas līdz serverim.
Trūkumi:
 ja centrmezgls neatrodas slēguma vidū, bet malā, darba staciju pievienošana var kļūt apgrūtināta un sadārdzināties;
 ja informācijas apmaiņa starp darba staciju un centrmezglu notiek ātri, tad starp atsevišķiem datoriem tā var notikt lēnāk;
 visa tīkla jauda ir atkarīga no centrmezgla jaudas;
 centrmezgla bojājums aptur visu tam pieslēgto staciju sakarus, jo bez tā palīdzības atsevišķas darba stacijas nevar kontaktēties.

Gredzena topoloģija

Šajā slēgumā visas darba stacijas un serveris ir savienoti cits ar citu gredzena veidā. Tīkla paziņojumi tiek nodoti no viena datora uz otru. Datori viens otram nodod marķieri, kas norāda aktīvo (raidošo) datoru. Darba stacijas saņem datus, analizējot ziņojuma adresi. Bieži vien riņķa topoloģiju realizē, izmantojot zvaigznes slēgumu, tas ir, noslēpjot riņķi centrmezglā.

Priekšrocības:
 tā kā informācija tīklā cirkulē pa riņķi starp virknē saslēgtiem datoriem, tad būtiski samazinās piekļūšanas laiks datiem;
 nav kopējā tīkla garuma ierobežojuma, jo noteicošais ir attālums starp diviem datoriem.
Trūkumi:
 datu pārraides laiks palielinās proporcionāli gredzenā savienoto datoru skaitam;
 datu pārraidē ir iesaistīta katra darba stacija. Ja nelieto speciālus pārejas savienojumus, vienas darba stacijas iziešana no ierindas var paralizēt visu tīklu;
 lai šādam tīklam pievienotu jaunu datoru, tīkla darbība uz laiku ir jāpārtrauc.
Gredzena topoloģiju izmanto specifiskos tīklu risinājumos, un tā nav sevišķi izplatīta.


Jaukta tipa topoloģijas

Praksē bieži lieto jauktu topoloģiju, apvienojot maģistrāles un zvaigznes topoloģijas. Tādējādi pilnīgāk tiek izmantotas minēto topoloģiju priekšrocības un novērsti daži trūkumi. Piemēram, ja