A modelação de uma rede futura é uma parte obrigatória de qualquer projeto de rede de informação e telecomunicações.

Os objetivos da modelagem podem ser:

Determinação da topologia ótima;

Seleção de equipamentos de rede;

Determinação das características de desempenho da rede;

Verificando as características de novos protocolos.

Usando o modelo, você pode verificar o impacto dos picos de carga, o impacto de um grande fluxo de solicitações de transmissão, que dificilmente será atendido por qualquer pessoa em uma rede em funcionamento.

As tarefas listadas impõem diferentes requisitos aos programas que simulam o funcionamento da rede. Ao mesmo tempo, determinar as características da rede antes de sua entrada em operação é de suma importância, pois permite ajustar as características da rede local na fase de projeto. A resolução deste problema é possível através de modelagem analítica ou estatística.

A modelagem analítica de redes é um conjunto de relações matemáticas que conectam as características de entrada e saída da rede. Ao derivar tais relações, é preciso negligenciar alguns detalhes ou circunstâncias sem importância.

A modelagem de simulação (estatística) é usada para analisar o sistema a fim de identificar elementos críticos da rede. Este tipo de modelagem também é usado para prever o desempenho futuro do sistema. O processo de modelagem inclui a criação de um modelo, a depuração do programa de modelagem e a verificação da exatidão do modelo selecionado. A última etapa geralmente consiste em comparar os resultados calculados com dados experimentais obtidos para uma rede real.

Diferentes abordagens de modelagem são possíveis. A abordagem clássica é reproduzir eventos na rede com a maior precisão possível e modelar as consequências desses eventos passo a passo.

Outra abordagem poderia ser um método onde para cada segmento lógico (zona de colisão) uma fila de eventos fosse primeiro simulada.

Uma simulação de rede completa baseada em aplicações de produção assume as seguintes características:

Características do nó;

Características de conexão;

Protocolos utilizados;

Características dos pacotes enviados.

Características do protocolo:

O comprimento do pacote enviado por cada nó (comprimento da mensagem + comprimento da parte do endereço + comprimento da informação adicional anexada);

Comprimento da mensagem;

Distribuição temporal dos momentos de envio de pacotes.

A estrutura da descrição de cada nó inclui:

Número do nó (identificador);

Código do tipo de nó;

Endereço MAC;

Endereço de IP;

Byte de status (o nó está transmitindo; o pacote de outra pessoa chegou ao nó;...);

Código do protocolo utilizado (IPv4 ou IPv6; TCP, UDP, ICMP, etc.);

Volume do buffer de entrada/saída. Tipo de buffer (FIFO, LIFO, etc.).

Cada um dos métodos de modelagem existentes tem suas desvantagens. Ao construir uma rede, é preciso lembrar a quais resultados esse modelo deve levar.

Para uma análise mais detalhada, optou-se por utilizar uma representação estatística do modelo. Os resultados obtidos pela modelagem de todos os processos da rede serão base suficiente para avaliar a qualidade da rede construída da empresa Lux. Este modelo envolve modelagem de processos em uma rede usando software especial.

Programa de simulação PacketTrecer

PacketTracer é um programa que é um emulador de rede de dados. Permite criar modelos de rede viáveis, configurar (usando comandos Cisco IOS) roteadores e switches e interagir entre vários usuários (por meio da nuvem). Inclui as séries de roteadores Cisco 1800, 2600, 2800 e switches 2950, ​​​​2960, 3650. Além disso, existem servidores DHCP, HTTP, TFTP, FTP, estações de trabalho, vários módulos para computadores e roteadores, dispositivos WiFi e vários cabos. . O programa permite criar com sucesso até mesmo layouts de rede complexos e verificar a funcionalidade da topologia.

Modelo totalmente montado no emulador e configurado para funcionalidade total LAN corporativa apresentado na Figura 6.

Figura 6. Diagrama geral da rede de informação e telecomunicações.

A sala do servidor abriga o servidor de banco de dados e o servidor web; um roteador para fornecer backbone e camada de distribuição, conectado ao provedor de Internet; switches de nível de acesso que unem fisicamente 50 usuários finais em uma única rede local, bem como uma impressora de rede e um ponto de acesso. As estações de trabalho dos usuários são indicadas esquematicamente. Os roteadores se conectam ao provedor de Internet por meio de linhas de comunicação de alta velocidade para fornecer altas velocidades de transferência de dados. Cada departamento da empresa é definido em uma rede local virtual separada por meio de roteadores, o que facilita a administração da rede.

A rede é construída usando uma topologia em estrela. O tráfego na rede é usado para transferir dados entre usuários e servidores de arquivos, bem como para transmissão de dados para a Internet. O acesso à Internet é fornecido através da tecnologia PAT, utilizando um único endereço IP fornecido pelo provedor.

Modelo e simulação são conceitos universais, atributos de um dos métodos de cognição mais poderosos em qualquer área profissional, o conhecimento de um objeto, processo, fenômeno (por meio de modelos e simulação).

Modelos e simulação reúnem especialistas de diversas áreas que trabalham para resolver problemas interdisciplinares, independentemente de onde o modelo e os resultados da simulação serão aplicados.

Um modelo é alguma representação ou descrição do original (objeto, processo, fenômeno), que, sob certas propostas, hipóteses sobre o comportamento do original, permite substituir o original por seu estudar melhor, pesquisas, descrições de suas propriedades.

Exemplo. Olhando para um corpo físico jogado de uma altura h e caindo livremente durante t tempo, podemos escrever a relação: h = GT 2/2. Este é um modelo físico e matemático de um sistema (modelo matemático de um sistema físico) da trajetória durante a queda livre de um corpo. Na construção deste modelo, foram aceitas as seguintes hipóteses:

1. a queda ocorre no vácuo (ou seja, o coeficiente de resistência do ar é zero);

2. não há vento;

3. o peso corporal permanece inalterado;

4. o corpo se move com a mesma aceleração constante g a qualquer momento.

A palavra “modelo” (lat. modelium) significa “medida”, “forma”, “semelhança com alguma coisa”.

O problema de modelagem consiste em três tarefas inter-relacionadas: construir um novo modelo (adaptação de um modelo conhecido); pesquisa do modelo (desenvolvimento de método de pesquisa ou adaptação, aplicação do conhecido); utilização (prática ou teórica) do modelo.

O diagrama para construir um modelo M de um sistema S com sinais de entrada X e sinais de saída Y é mostrado na Fig. trinta.

Figura 30 – Diagrama de construção do modelo

Se na entrada M sinais estão vindo de X e sinais de S, então uma lei ou regra é dada f funcionamento do modelo, sistema.

Os modelos são classificados de acordo com vários critérios.

Um modelo é estático se não houver nenhum parâmetro de tempo (explícito) entre os parâmetros de descrição do modelo.

Um modelo é dinâmico se o parâmetro tempo for claramente identificado entre os parâmetros do modelo.

Um modelo é discreto se descreve o comportamento do original apenas de forma discreta, por exemplo, em momentos discretos no tempo (para um modelo dinâmico).

Um modelo é contínuo se descreve o comportamento do original durante todo o período de tempo.

Um modelo é determinístico se para cada conjunto admissível de parâmetros de entrada permite determinar exclusivamente um conjunto de parâmetros de saída; caso contrário, o modelo é não determinístico, estocástico (probabilístico).

Um modelo é funcional se puder ser representado por um sistema de relações funcionais (por exemplo, equações).

Um modelo é teórico dos conjuntos se for representável por certos conjuntos e relações entre eles e seus elementos.

Um modelo é lógico se puder ser representado por predicados, funções lógicas e relações.

Modelo - informação-lógica, se puder ser representado por informações sobre seus elementos constituintes, submodelos, bem como relações lógicas entre eles.

Um modelo é um modelo de jogo se descreve e implementa uma determinada situação de jogo entre elementos (objetos e sujeitos do jogo).

Um modelo é algorítmico se for descrito por algum algoritmo ou conjunto de algoritmos que determine seu funcionamento e desenvolvimento. A introdução deste tipo de modelo, à primeira vista, invulgar (aliás, parece que qualquer modelo pode ser representado por um algoritmo para o seu estudo), em nossa opinião, é bastante justificada, uma vez que nem todos os modelos podem ser estudados ou implementados algoritmicamente .

Um modelo é gráfico se puder ser representado por um gráfico (relações de vértices e arestas que os conectam) ou por gráficos e relações entre eles.

Um modelo é hierárquico (semelhante a uma árvore) se puder ser representado por uma estrutura hierárquica (árvore).

Um modelo é linguístico, linguístico, se for representado por algum objeto linguístico, sistema ou estrutura linguística formalizada. Às vezes, esses modelos são chamados de verbais, sintáticos, etc.

Modelo - visual, se permitir visualizar as relações e conexões do sistema modelado, principalmente em dinâmica.

Um modelo é um modelo em escala real se for uma cópia material do original.

Um modelo é geométrico se puder ser representado por imagens geométricas e pelas relações entre elas.

Um modelo é uma simulação se for construído para teste ou estudo, simulando possíveis caminhos de desenvolvimento e comportamento de um objeto variando alguns ou todos os parâmetros do modelo.

Existem outros tipos de modelos.

Exemplo. Modelo F = sou– um modelo estático do movimento do corpo ao longo de um plano inclinado. Modelo dinâmico como a lei de Newton: F(t) = a(t)eu(t) ou, ainda mais precisamente e melhor, F(t)=é""(t)eu(t). Se considerarmos apenas t= 0,1, 0,2,…, 1 (s), então o modelo S t = GT 2/2 ou sequência numérica S 0 = 0, S 1 = 0.01g/2, S 2 = 0.04g, …, S 10 = g/2 pode servir como um modelo discreto do movimento de um corpo em queda livre. Modelo S = GT 2 /2, 0 < t < 10 непрерывна на промежутке времени (0;10).

Seja o modelo do sistema econômico para a produção de bens dos dois tipos 1 e 2, respectivamente, em quantidade x 1 e x 2 unidades e o custo de cada unidade de mercadoria a 1 e a 2 na empresa é descrito na forma de um índice a 1 x 1 + a 2 x 2 = S, Onde S– o custo total de todos os produtos produzidos pela empresa (tipos 1 e 2). Pode ser usado como modelo de simulação para determinar o custo total S dependendo de certos valores dos volumes de bens produzidos. Os modelos físicos acima são determinísticos.

Se no modelo S= GT 2 /2, 0 < t < 10 мы учтем случайный параметр – порыв ветра с силой p quando um corpo cai, por exemplo, assim: S(p) = g(p)t 2 /2, 0 < t < 10 , то мы получим стохастическую модель (уже не свободного!) падения. Это – также функциональная модель.

Para muitos X= (Nikolai, Peter, Nikolaev, Petrov, Elena, Ekaterina, Mikhail, Tatyana) descreva o relacionamento S: “Nikolai é o marido de Elena”, “Ekaterina é a esposa de Peter”, “Tatiana é filha de Nikolai e Elena”, “Mikhail é filho de Peter e Catherine”. Então os conjuntos X E S pode servir como um modelo teórico de conjuntos de duas famílias.

A combinação de dois funções lógicas tipo: , pode servir como um modelo lógico de um somador de computador de um bit.

Seja o jogador 1 um inspetor fiscal consciencioso e o jogador 2 um contribuinte sem escrúpulos. Há um “jogo” de evasão fiscal (por um lado) e detecção de evasão fiscal (por outro). Os jogadores escolhem números naturais eu E j(), que pode ser identificada, respectivamente, com a multa do jogador 2 pelo não pagamento de impostos quando descoberto o fato do não pagamento do jogador 1 e com o benefício temporário do jogador 2 por ocultar impostos. Cada elemento desta matriz A é determinado pela regra um ij = |eu – j| . O modelo de jogo é descrito por esta matriz e pela estratégia de evasão e captura.

Modelo algorítmico Para calcular a soma de uma série decrescente infinita de números, pode ser usado um algoritmo para calcular a soma finita de uma série com um certo grau de precisão especificado.

Regras ortográficas - modelo linguístico, estrutural. Globe é um modelo geográfico em grande escala do globo. Um modelo de casa é um modelo geométrico em escala real de uma casa em construção. Um polígono inscrito em um círculo fornece um modelo geométrico visual do círculo na tela do computador.

O tipo de modelo depende das conexões e relações de seus subsistemas e elementos, ambiente, e não de sua natureza física.

Exemplo. Descrições matemáticas(modelos) da dinâmica de uma epidemia de doenças infecciosas, decaimento radioativo, assimilação de segunda lingua estrangeira, produção de produtos de uma empresa manufatureira, etc. são iguais em termos de descrição, embora os processos sejam diferentes.

Propriedades básicas de qualquer modelo:

Foco;

Membro;

Simplificação;

Aproximação;

Adequação;

Conteúdo informativo;

Completude;

Fechamento, etc.

Ciclo de vida do sistema simulado:

Levantamento de informações;

Projeto;

Construção;

Estudar;

Modificação.

A ciência da modelagem consiste em dividir o processo de modelagem (sistema, modelo) em etapas (subsistemas, submodelos), estudando detalhadamente cada etapa, as relações, conexões, relações entre elas e então descrevê-las efetivamente com o maior grau possível de formalização e adequação.

Aqui estão exemplos do uso de modelagem matemática e computacional em vários campos:

Energia: controle de reatores nucleares, modelagem de processos termonucleares, previsão de processos energéticos, gestão de recursos energéticos, etc.;

Economia: modelagem, previsão de processos econômicos e socioeconômicos, liquidações interbancárias, automação de trabalho, etc.;

Cosmonáutica: cálculo de trajetórias e controle de voo nave espacial, modelagem de estruturas de aeronaves, processamento de informações de satélite, etc.;

Medicina: modelagem, previsão de epidemias, processos infecciosos, gestão do processo de tratamento, diagnóstico de doenças e desenvolvimento de estratégias de tratamento ideais, etc.;

Produção: gestão de processos e sistemas técnicos e tecnológicos, recursos (estoques), planejamento, previsão de processos produtivos ótimos, etc.;

Ecologia: modelagem da poluição de sistemas ecológicos, previsão de relações de causa e efeito no sistema ecológico, respostas do sistema a certos impactos de fatores ambientais, etc.;

Educação: modelagem de conexões e sistemas interdisciplinares, estratégias e táticas de ensino, etc.;

Assuntos militares: modelagem e previsão de conflitos militares, situações de combate, comando e controle de tropas, fornecimento de exércitos, etc.;

Política: modelação e previsão de situações políticas, comportamento de coligações de vários tipos, etc.;

Sociologia, ciências sociais: modelagem e previsão do comportamento de grupos e processos sociológicos, comportamento e influência social, tomada de decisão, etc.;

Mídia: modelagem e previsão do efeito de certas mensagens em grupos de pessoas, estratos sociais, etc.;

Turismo: modelação e previsão do fluxo de turistas, desenvolvimento de infra-estruturas turísticas, etc.;

Design: modelagem, design vários sistemas, desenvolvimento de projetos ideais, automação do gerenciamento de processos de design, etc.

A modelagem moderna de processos e fenômenos complexos é impossível sem um computador, sem modelagem computacional.

A modelagem computacional é a base para a representação (atualização) do conhecimento, tanto em computador quanto com a ajuda de um computador e utilizando qualquer informação que possa ser atualizada por meio de um computador.

Um tipo de modelagem computacional é um experimento computacional realizado por um experimentador no sistema ou processo em estudo usando um instrumento experimental - um computador, tecnologia computacional. Um experimento computacional permite encontrar novos padrões, testar hipóteses, visualizar eventos, etc.

A modelagem computacional do início ao fim passa pelas seguintes etapas.

1. Declaração do problema.

2. Análise pré-modelo.

3. Análise da tarefa.

4. Estudo do modelo.

5. Programação, desenho de programas.

6. Teste e depuração.

7. Avaliação de simulação.

8. Documentação.

9. Escolta.

10. Utilização (aplicação) do modelo.

Exemplo. Consideremos uma população de peixes da qual um certo número de indivíduos está sendo removido (a pesca está em andamento). A dinâmica de tal sistema é determinada por um modelo da forma: XI + 1 = XI + machado eu – kx eu, X 0 = c, Onde k– taxa de captura (taxa de remoção de indivíduos). O custo de um peixe capturado é b esfregar. O objectivo da simulação é prever o lucro para uma determinada quota de pesca. Para este modelo, você pode realizar experimentos computacionais de simulação e modificar ainda mais o modelo, por exemplo, como segue.

Experiência 1. Para determinados parâmetros a, c alterando o parâmetro k, determine seu valor máximo no qual a população não morre.

Experimento 2. Para determinados parâmetros c, k alterando o parâmetro a, determine seu valor máximo no qual a população morre.

Modificação 1. Levamos em consideração a morte natural da população (por falta de alimentos, por exemplo) com taxa de mortalidade igual a b: XI + 1 = XI + machado eu – (k + b)XI, X 0 = c .

Modificação 2. Levamos em consideração a dependência do coeficiente k de x(Por exemplo, k = dx): .

Questões para discussão.

1. o que chamamos de modelo, modelagem?

2. Em que tarefas inter-relacionadas consiste o problema de modelagem?

3. Apresentar a classificação dos modelos segundo diversos critérios.

4. O que determina o tipo de modelo?

5. Liste as principais propriedades de qualquer modelo.

6. como chamamos modelagem computacional?

SOBRE rede de computadores

Conceito de rede de computadores

Rede de computadores refere-se a dois ou mais computadores interagindo através de um meio de transmissão de dados. Sob meio de transmissão de dados entenderemos o sistema de cabos (por exemplo, fio telefônico comum, cabo de fibra óptica) e os vários tipos comunicação sem fio(radiação infravermelha, laser e tipos especiais de transmissão de rádio).

Os computadores em uma rede podem compartilhar dados, impressoras, aparelhos de fax, modems e outros dispositivos. Esta lista pode ser expandida à medida que surgem novas formas. compartilhamento recursos. As redes de computadores variam em complexidade e escopo. Como resultado, eles são classificados jeitos diferentes. Contudo, a forma mais comum de avaliar redes é baseada no tamanho da área geográfica coberta pela rede. Inicialmente, as redes de computadores eram pequenas e conectavam até dez computadores e uma impressora. A tecnologia limitou o tamanho da rede, incluindo o número de computadores na rede e seu comprimento físico. Por exemplo, no início da década de 1980, a maioria tipo popular as redes consistiam em no máximo 30 computadores e o comprimento do cabo não ultrapassava 185 metros. Essas redes eram facilmente localizadas no mesmo andar de um edifício ou de uma pequena organização. Para pequenas empresas, uma configuração semelhante ainda é adequada hoje. Essas redes são chamadas de redes locais (LAN, Local Area Network). Os primeiros tipos de redes locais não conseguiam atender às necessidades das grandes empresas. Como resultado, houve necessidade de expandir as redes locais. Hoje, quando as fronteiras geográficas das redes estão se expandindo para conectar usuários de diferentes cidades e estados, as LANs estão se transformando em uma WAN (Wide Area Network) global, e o número de computadores na rede é praticamente ilimitado.

O principal objetivo das redes de computadores é o compartilhamento de recursos e a implementação de comunicações interativas dentro e fora de uma empresa. Recursos são dados, aplicativos e periféricos, como unidade externa, impressora, mouse, modem e joystick. O conceito de comunicação interativa entre computadores implica a troca de mensagens em modo real tempo.

Tipos de rede

Todas as redes possuem alguns componentes, funções e características comuns. Entre eles:

· servidores – computadores que fornecem seus recursos aos usuários da rede;

· clientes (clientes) – computadores que acessam recursos de rede fornecidos pelo servidor;

· ambiente (mídia) – forma de conectar computadores;

· dados compartilhados – arquivos fornecidos por servidores na rede;

· dispositivos periféricos compartilhados, como impressoras, bibliotecas de CD-ROM e outros recursos – outros elementos utilizados na rede;

Apesar de certas semelhanças, as redes são divididas em dois tipos:

Pessoa para pessoa

· baseado em servidor.

EM pessoa para pessoa rede, todos os computadores têm direitos iguais: não existe hierarquia entre computadores e não existe servidor dedicado. Cada computador funciona como cliente e servidor. Todos os usuários dessa rede decidem independentemente quais dados de seus computadores serão disponibilizados publicamente na rede. Se houver mais de 10 computadores conectados à rede, a rede ponto a ponto poderá não ser suficientemente poderosa. Portanto, a maioria das redes utiliza servidores dedicados. Destacado chamado isso servidor , que funciona apenas como servidor. Os servidores são especificamente especializados para processar rapidamente solicitações de clientes da rede e para gerenciar a proteção de arquivos e diretórios. As redes baseadas em servidores tornaram-se um padrão da indústria. A gama de tarefas que os servidores devem executar é variada e complexa. Para se adaptar às crescentes necessidades dos usuários, os servidores em grandes redes tornaram-se especializados. Por exemplo, em Rede Windows NT existem diferentes tipos de servidores.

· Servidores de arquivos e servidores de impressão.

Servidores de arquivos e servidores de impressão gerenciam o acesso do usuário a arquivos e impressoras. Por exemplo, para trabalhar com um processador de texto, primeiro você deve executá-lo em seu computador. Documento processador de palavras, armazenado no servidor de arquivos, é carregado na memória do seu computador e, assim, você pode trabalhar com este documento no seu computador. Em outras palavras, um servidor de arquivos foi projetado para armazenar arquivos e dados.

· Servidores de aplicativos.

Os servidores de aplicativos executam as partes de aplicativos cliente-servidor e também contêm dados disponíveis para os clientes. Por exemplo, para facilitar a recuperação de dados, os servidores armazenam grandes quantidades de informações de forma estruturada. Esses servidores são diferentes dos servidores de arquivos. EM arquivo mais recente ou todos os dados são copiados para o computador solicitante. Em um servidor de aplicativos, apenas os resultados da solicitação são enviados ao computador solicitante. Ou seja, em vez de todo o banco de dados, apenas o resultado da consulta é baixado do servidor para o seu computador, por exemplo, você pode obter uma lista de alunos com nota acadêmica média de 4,5.

· Servidores de correio.

Os servidores de correio gerenciam a transmissão de mensagens eletrônicas entre usuários da rede.

· Servidores de fax.

Os servidores de fax gerenciam o fluxo de mensagens de fax recebidas e enviadas por meio de um ou mais modems de fax.

· Servidores de comunicação.

Os servidores de comunicação gerenciam o fluxo de dados e correio entre esta rede e outras redes ou usuários remotos via modem e linhas telefônicas. Deve-se observar que um computador em uma rede cliente/servidor pode ser um servidor para um tipo de aplicação e um cliente para outro. Há também redes combinadas,empobrecendo propriedades de redes peer-to-peer e baseadas em servidor.

Topologia de rede

A topologia de rede descreve a disposição física de computadores, cabos e outros componentes de rede. A topologia da rede determina suas características. Em particular, a escolha de uma topologia específica afeta a composição do equipamento de rede necessário e suas características, as possibilidades de expansão da rede e o método de gerenciamento da rede.

Para compartilhar recursos ou executar outras tarefas de rede, os computadores devem estar conectados entre si. A maioria das redes usa cabo para essa finalidade. No entanto, simplesmente conectar seu computador a um cabo que conecte outros computadores não é suficiente. Diferentes tipos de cabos combinados com diferentes placas de rede, sistemas operacionais de rede e outros componentes exigem diferentes posições relativas dos computadores. Cada topologia de rede impõe uma série de restrições. Por exemplo, pode ditar não apenas o tipo de cabo, mas também a forma como ele é colocado. A topologia também pode determinar como os computadores em uma rede se comunicam. Vários tipos topologias correspondem vários métodos interações.

Todas as redes são construídas com base em três topologias básicas:

· estrela;

· anel.

Se os computadores estiverem conectados ao longo de um único cabo, denominado segmento ou tronco, a topologia será chamada pneu . Se os computadores estiverem conectados a segmentos de cabos originados de um único ponto, a topologia é chamada estrela . No caso em que o cabo ao qual os computadores estão conectados é fechado em anel, essa topologia é chamada anel .

Pneu

A topologia de barramento é uma das mais simples e difundidas. Ele usa um cabo (backbone ou segmento) ao longo do qual todos os computadores da rede estão conectados. Em uma rede construída nesta topologia, os computadores endereçam os dados para um computador específico, transmitindo-os por um cabo na forma de sinais eletrônicos, e esses dados são transmitidos para todos os computadores da rede. No entanto, apenas aquele cujo endereço corresponde ao endereço do destinatário criptografado nesses sinais recebe a informação. Além disso, a qualquer momento, apenas um computador pode transmitir. O barramento é uma topologia passiva. Isso significa que os computadores apenas “ouvem” os dados transmitidos pela rede, mas não os transferem do remetente para o destinatário. Portanto, se um dos computadores falhar, isso não afetará o funcionamento dos demais. Nas topologias ativas, os computadores regeneram sinais e os transmitem pela rede.

Como os dados são transmitidos à rede por apenas um computador, seu desempenho depende da quantidade de computadores conectados ao barramento. É claro que quanto mais houver, ou seja, quanto mais computadores aguardando a transmissão de dados, mais lenta será a rede.

Os dados, ou sinais elétricos, são distribuídos por toda a rede, ou seja, por todo o segmento do cabo. O sinal que chega à extremidade do cabo será refletido e não permitirá a transmissão de outros computadores. Portanto, após os dados chegarem ao destino, os sinais elétricos devem ser extintos. Para isso, são instalados terminadores em cada extremidade do cabo para absorver esses sinais.

As vantagens da topologia de barramento incluem:

· simplicidade e popularidade para LAN;

· facilidade de conexão de novos computadores;

· adaptabilidade à transmissão de mensagens com oscilações acentuadas na intensidade do fluxo de mensagens.

As desvantagens da topologia de barramento incluem:

· a topologia é passiva e, portanto, é necessário amplificar sinais que são atenuados no segmento de cabo;

com o aumento do número de computadores Taxa de transferência quedas de rede;

· proteger as informações é difícil, pois você pode facilmente ingressar na rede;

Estrela

Em uma topologia em estrela, todos os computadores são conectados por meio de segmentos de cabo a um componente central denominado hub. Todas as mensagens são endereçadas através do hub. Entre os concentradores estão ativos, passivos e híbridos. Os hubs ativos regeneram e transmitem sinais. Você pode conectar de 8 a 12 computadores a esse hub. Os hubs passivos simplesmente passam o sinal através de si mesmos como nós de comutação, sem amplificá-lo ou restaurá-lo. Além disso, os hubs passivos não precisam estar conectados a uma fonte de energia. Hubs híbridos são hubs que podem ser conectados a cabos. Vários tipos. As redes construídas em hubs podem ser facilmente expandidas conectando hubs adicionais. O uso de concentradores oferece uma série de vantagens.

· uma ruptura de cabo numa rede com topologia em estrela perturbará o funcionamento apenas deste segmento, os restantes segmentos permanecerão operacionais;

· elevado grau de proteção de dados;

· a solução de problemas de rede é simplificada. Os hubs ativos geralmente são equipados com recursos de diagnóstico para determinar a integridade da conexão.

A desvantagem da topologia em estrela é a falha do hub, o que leva à falha de toda a rede.

Anel

Em uma topologia em anel, os computadores são conectados a um cabo que forma um anel. Os sinais são transmitidos ao longo do anel em uma direção e passam por cada computador. Ao contrário da topologia de barramento passivo, aqui cada computador atua como um repetidor. Repetidor - um dispositivo que amplifica um sinal e o transmite próximo computador. Se um computador falhar, toda a rede deixará de funcionar.

A vantagem da topologia em anel é que não há dependência da rede no funcionamento de nós individuais (computadores). Neste caso, é possível desabilitar o nó sem interromper a rede. As desvantagens desta topologia incluem a dificuldade de proteção das informações, uma vez que os dados durante a transmissão passam pelos nós da rede.

Classificação de rede

As redes de computadores são classificadas de acordo com vários critérios.

Redes que consistem em computadores compatíveis com software são homogêneas ou homogêneo . Se os computadores incluídos na rede forem incompatíveis em termos de software, essa rede será chamada de heterogênea, ou heterogêneo .

Por tipo de organização de transmissão de dados É feita uma distinção entre redes comutadas por circuitos, comutadas por mensagens e comutadas por pacotes.

Por natureza das funções as redes são divididas em:

Computacional (para resolução de problemas de controle baseados no processamento computacional de informações iniciais);

Informativo (para obter dados de referência mediante solicitação do usuário);

Misto (no qual são implementadas funções de computação e informação).

Por método de controle as redes são divididas em redes com controle descentralizado, centralizado e misto.

Por estrutura de construção as redes são divididas em nó único e multinó, canal único e multicanal.

Por base territorial as redes podem ser locais e globais.

Redes locais

As redes locais são sistemas distribuídos de processamento de dados. Ao contrário do global e redes regionais cobrem pequenas áreas (5-10 km de diâmetro) dentro de empresas individuais. Com ajuda canal comum comunicações, uma rede local pode unir de dezenas a centenas de nós de assinantes, incluindo computadores pessoais, dispositivos de armazenamento externos, displays, dispositivos de impressão e cópia, caixas eletrônicos e caixas eletrônicos, etc. As redes locais podem se conectar a outras redes locais e grandes (regionais, globais) usando gateways, pontes e roteadores especiais implementados em dispositivos especializados ou em um PC com software apropriado.

O atual estágio de desenvolvimento das redes locais é caracterizado por uma transição de redes individuais para redes que cobrem toda a empresa, combinando recursos computacionais heterogêneos em um único ambiente. Essas redes são chamadas de redes corporativas.

Redes globais

As redes globais são caracterizadas principalmente por uma vasta geografia e um grande número de assinantes. Para conectar-se a redes remotas de computadores, são utilizadas linhas telefônicas ou comunicações via satélite.

Para trocar informações entre computadores localizados em longa distância um do outro, você precisa de um bloco especial chamado modem . Sistemas comunicação telefônica foram projetados para transmitir à distância apenas os sons da voz humana. Os sons naturais são caracterizados por altura variável e intensidade continuamente variável. Para transmissão por linha telefônica, eles são convertidos em um sinal elétrico com frequência e intensidade de corrente contínua e correspondentemente variável. Este sinal é denominado analógico. Um computador, diferentemente do equipamento telefônico, usa eletricidade apenas dois níveis. Cada um deles representa um dos dois valores legíveis por computador – “0” e “1” lógicos. Transmitir sinal digital através de uma linha telefônica, ele precisa ter uma aparência analógica aceitável para ele. Isto é o que o modem faz. Além disso, realiza o procedimento inverso - converte o sinal analógico codificado em um sinal digital legível por computador. A palavra modem é uma abreviatura dos termos MODulator/DEModulator.

Ao transmitir dados, o computador envia uma sequência de zeros e uns para a porta de comunicação, que pode representar qualquer dado.

A velocidade com que os modems se comunicam entre si é medida em bauds ou bits por segundo. As convenções que descrevem os parâmetros de comunicação são chamadas de protocolos.

Dependendo do modelo do seu modem e do remoto, você pode estabelecer conexões nas seguintes velocidades:

Se o modem suportar o protocolo

V.32bis – velocidade máxima 14400 bps

V32 – 9600bps

V22/V22bis – 2.400bps.

Ao transmitir dados através de um modem, cada dez bits transmitidos correspondem a um byte ou caractere datilografado. Portanto, a velocidade de transferência de dados entre modems é frequentemente medida em CPS (Characters Per Second) - símbolos por segundo.

Os modems podem ser internos ou externos. Os modems internos são feitos na forma de uma placa de expansão inserida em um slot livre do computador. Modems externos projetado como um dispositivo separado com sua própria fonte de alimentação.

Rede global Internet

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1 SIMULAÇÃO DE OPERAÇÃO DE REDE NO NET-SIMULATOR Instalação do NET-Simulator Compilado por: Korobetskaya A.A. NET-Simulator é um programa distribuído gratuitamente que permite simular o funcionamento de redes de computadores. Você pode baixar o programa no site oficial: O mesmo site contém instruções de instalação, ajuda e uma descrição de um exemplo de rede. Para que o programa funcione, você precisa instalar uma máquina Java: Para iniciar o NET-Simulator, basta descompactar o arquivo e executar o arquivo run.bat. Atenção! O caminho para a pasta com o NET-Simulator não deve conter caracteres russos! Se tudo for feito corretamente, o prompt de comando será iniciado primeiro e, em seguida, uma janela com um exemplo de rede será aberta. Na prática, são utilizados simuladores de redes mais complexos, nos quais estão disponíveis muitos dispositivos reais. Exemplos de simuladores: ns-3 (gratuito); NetSim (proprietário); Simulador de rede HP (gratuito); Simulação do Cisco CCNA Labs (proprietário). 1

2 Tarefa 1. (2 pontos) Leia a documentação e um exemplo de rede. Responda às perguntas. Quais dispositivos de rede podem ser usados ​​no Net-Simulator? Como adicionar e remover dispositivos de um projeto? Como conectar o cabo ao dispositivo? Como iniciar o terminal para configurar dispositivos? Quais comandos o terminal NET-Simulator suporta? 2. (4 pontos) Implementar exemplos de redes do manual. rede ponto a ponto; rede com topologia “barramento” em hub comum; rede com topologia “estrela passiva” utilizando switch; conectar redes manualmente através de um switch; conectar várias redes através de um roteador. 3. (6 pontos) Implemente sua própria rede conforme opção e gere um relatório. Descreva as sub-redes que compõem a rede utilizando o seguinte esquema: endereço de rede; máscara de rede; topologia de rede; número de hosts na rede; número máximo permitido de hosts; quais dispositivos estão na rede; endereço de gateway padrão (se houver); endereço de transmissão. Total de trabalho: 12 pontos. Para o trabalho, é elaborado um relatório em Word, que deverá conter as respostas para cada item da tarefa. Instruções para execução do trabalho Estas instruções não duplicam as informações do site do NET-Simulator. Leia você mesmo e, se necessário, consulte a documentação do programa! Cada exemplo é salvo em um projeto separado. Rede ponto a ponto Ponto a ponto é a rede mais simples que consiste em 2 estações de trabalho conectadas por cabo. Crie um novo projeto. Coloque 2 computadores na folha e conecte-os com um cabo. Quando conectado corretamente, 2 luzes verdes nos computadores acenderão. 2

3 Clique duas vezes em Desktop 0. Uma janela de terminal será aberta. Digite help para ver a lista comandos disponíveis. O comando ifconfig permitirá visualizar e configurar os parâmetros das interfaces de rede (placas de rede, conectores de roteador, etc.). 3

4 Embora não tenhamos configurado nossa rede, as placas de rede dos computadores ficam desabilitadas e não possuem endereço próprio. Para ver isso, digite o comando ifconfig com o parâmetro -a: eth0 é o nome da interface (na realidade pode ser arbitrário); 4

5 Link encap: Padrão de conexão Ethernet utilizado; Endereço físico HWaddr (endereço MAC), imutável; Estado DOWN (desligado); Em seguida vêm as estatísticas de transferência de dados. Vamos atribuir um endereço IP com uma máscara ao primeiro computador (endereços x.x/24 são usados ​​padrão para pequenas redes locais): Uma linha com configurações de endereço IP foi adicionada à descrição da interface e o status mudou de DOWN para UP. Da mesma forma, configuraremos o segundo computador para o endereço /24 (o endereço deve ser da mesma rede, por exemplo, não funcionará, mas funcionará). Agora vamos verificar a funcionalidade da rede usando o comando ping (Ctrl+C parar transmissão, no total você precisa enviar 7-10 teste 5

6 pacotes). Observe que enquanto os dados estão sendo transmitidos/recebidos, as luzes verdes nos nós piscam e o cabo acende em azul. Durante a transferência, nenhum pacote foi perdido. Temos uma rede ponto a ponto funcionando. Salve o resultado como um projeto separado. Perguntas de segurança: O que é uma máscara de rede? Qual é o endereço da rede criada no exemplo (net id)? Quais são os endereços de host (IDs de host) na rede? Rede baseada em hub. Topologia de barramento (estrela passiva) Continuaremos aprimorando a rede ponto a ponto criada anteriormente, mas ela precisa ser salva em um projeto separado. 6

7 Suponha que queiramos criar uma rede de três computadores. Não será mais possível conectá-los diretamente, porque... Cada computador possui apenas uma interface (placa de rede). Mesmo que numa rede real o computador tenha dois placas de rede, configurar rede compartilhada Sem dispositivos de rede, é muito difícil transformar um dos computadores em servidor. No exemplo, implementamos uma rede simples baseada em um hub. Pode ser considerada tanto um “ônibus” quanto uma estrela passiva. Um barramento real com um cabo comum não pode ser criado no Net-Simulator, pois Exatamente 2 dispositivos estão conectados ao cabo. Então, adicione outro computador, um hub, à rede ponto a ponto previamente criada e conecte-o com um cabo, conforme mostrado na figura (a localização dos nós na planilha pode ser qualquer): Sairemos da rede abordar o mesmo, então não precisamos reconfigurar os dois primeiros nós. Eles ainda estarão funcionais. Dica Para repetir o comando anterior do terminal, pressione a seta para cima no teclado. É necessário configurar apenas o terceiro nó, atribuindo-lhe um endereço da mesma rede, por exemplo: 7

8 O hub em si não é um dispositivo ativo e não é configurável. Vamos verificar a disponibilidade do novo computador: 8

9 O primeiro pacote do novo computador foi perdido (possivelmente um problema de rede) e a transferência prosseguiu sem falhas. Observe que quando os dados estão sendo transferidos, as luzes de todos os computadores piscam, ou seja, Os dados são recebidos por todos os dispositivos da rede. Portanto, essa rede estará muito ocupada. Salve a rede resultante como um projeto separado. Da mesma forma, você pode adicionar um quarto, um quinto, etc. nó Se o número de nós for maior que o número de conectores de hub, você poderá usar vários hubs ou até mesmo dedicar um hub a cada computador para fazer a rede parecer um “barramento”. A configuração da rede será a mesma em todos os casos. E em qualquer caso, a rede pode ser considerada implementada em uma topologia de “barramento”. Exemplos (não há necessidade de implementar). 9

10 questões do teste 1. Qual Endereço de rede no centro? 2. Quantos nós podem existir em uma rede com topologia “barramento” (real e modelo)? Redes usando um switch. Estrela passiva Para reduzir a carga da rede, você pode usar um switch em vez de um hub. Este dispositivo pode analisar o endereço físico e não transmite pacotes para todos os nós, mas apenas para um destinatário específico. Tal rede possui uma topologia “estrela passiva”: o switch localizado no centro não controla a rede, mas a transmissão não vai para todos os computadores, como em um “barramento”, mas apenas para os necessários. Para isso, o switch possui uma tabela de endereços físicos (mactab), que registra qual interface está conectada a qual nó. 10

11 Esta tabela é preenchida automaticamente. Ao tentar transmitir, o switch primeiro pesquisa todos os dispositivos conectados e aprende seus endereços. Os endereços são inseridos em uma tabela e, em seguida, o switch transmite apenas para o endereço necessário por meio da interface necessária. Como os dispositivos podem ir e vir, a tabela MAC é limpa periodicamente e o switch sonda os dispositivos novamente. Isso permite que você mantenha a tabela atualizada. Para implementar tal rede, basta substituir o hub do projeto anterior por um switch. Não há necessidade de reconfigurar computadores. Agora, se você verificar a funcionalidade da rede, ela primeiro enviará para todos os hosts e depois o switch enviará os dados apenas para o necessário (de para): 11

12 Sem parar o ping, verifique a tabela de endereços MAC do switch: Ao mesmo tempo, inicie uma transferência do host para e verifique a tabela MAC novamente: 12

13 Após interromper a transmissão, após alguns segundos a tabela será apagada. Salve a rede resultante como um projeto separado. Duas redes em um switch comum Podemos conectar duas redes diferentes em um switch como se fossem redes separadas. 13

14 Adicione mais dois computadores ao projeto anterior e atribua a eles os endereços /28 e /28. Conecte os novos computadores aos conectores disponíveis no switch. Assim, temos duas sub-redes: 1) com máscara, computadores Desktop 0, Desktop 1, Desktop 2 14

15 2) com máscara, computadores Desktop 4, Desktop 5 Se verificarmos o funcionamento da rede, veremos que dentro de cada uma das sub-redes os pacotes circulam livremente, mas não conseguem passar de uma sub-rede para outra, mesmo que essas redes estejam conectadas para o mesmo dispositivo. A razão é que os computadores não possuem tabelas de roteamento configuradas, ou seja, os computadores não sabem como transferir dados para outra rede. Eles simplesmente não começarão a transmitir para um endereço desconhecido. Quando atribuímos endereços IP aos computadores, uma única linha foi automaticamente adicionada às suas tabelas de roteamento: com a própria rede do computador. Você pode visualizar e configurar a tabela de roteamento com o comando route. Para computadores na primeira sub-rede fica assim: E na segunda sub-rede fica assim: 15

16 Endereço de destino para o qual a rota é especificada nesta linha Gateway para qual gateway enviar pacotes, * nenhum, transmissão dentro da sub-rede local Flags flags (definidos automaticamente): rota U está ativa, rota G usa um gateway, endereço de destino H é um endereço de um host individual, e não da rede, a métrica Metric determina a prioridade das rotas Iface, a interface através da qual a transmissão é realizada, ou seja. os computadores da primeira sub-rede “conhecem” apenas seus endereços locais do intervalo e os da segunda sub-rede apenas de. Para conectar as redes entre si, você precisa adicioná-los às tabelas de roteamento de cada computador. Para computadores na primeira sub-rede (Desktop 0, Desktop 1, Desktop 2): Para a segunda sub-rede (Desktop 4, Desktop 5): 16

17 Dica Se você cometer um erro ao adicionar uma rota, você precisa primeiro remover a rota incorreta da tabela e depois adicionar a correta: 1. Use a seta “para cima” para rolar pelos comandos até aquele em que você fez um erro. 2. Substitua add por del e execute o comando. 3. Execute os comandos novamente e corrija o erro. Agora (somente depois de configurar ambas as sub-redes!) eles podem transmitir pacotes entre si. Assim, temos duas sub-redes conectadas a um roteador comum. Salve a rede resultante como um projeto separado. Perguntas de segurança: 1. De onde veio a segunda máscara de sub-rede? Quantos computadores no máximo podem ser conectados à rede com essa máscara? 2. O switch possui uma tabela de roteamento? Conectando redes diferentes através de um roteador Se duas redes pequenas, como no exemplo anterior, podem ser combinadas usando um único switch, então para redes grandes que incluem muitos hosts e sub-redes, esta opção não é adequada porque: a) a tabela de endereços físicos de o switch fica muito grande, o que requer memória adicional e retarda sua operação; b) para atualizar a tabela, o switch solicita os endereços físicos de todos os dispositivos da rede, e este é um tráfego adicional; c) cada computador terá que inserir os endereços de todas as sub-redes na tabela de roteamento. Na realidade, um roteador é usado para conectar redes. Distribui o tráfego entre sub-redes e determina o caminho de entrega de cada pacote. Então cada computador não precisa saber os endereços de todas as redes, basta saber o endereço do seu roteador, que já decidirá para onde enviar o pacote. Switches e hubs também são usados ​​nessas redes, mas operam dentro de uma sub-rede. O tráfego que eles geram não vai além do roteador mais próximo. 17

18 Abra um projeto no qual criamos uma rede em estrela passiva no switch, mas ainda não adicionamos uma segunda sub-rede. Adicione um roteador, outro hub, dois computadores e os cabos necessários ao projeto conforme mostrado na figura. Dê aos dois novos computadores os endereços /16 e /16. Verifique a funcionalidade de cada sub-rede. 18

19 Agora vamos configurar o roteador. Ao contrário dos computadores, o roteador possui 8 portas, cada uma com sua própria interface (eth0-eth7) e seu próprio endereço IP. Conectamos a primeira sub-rede (/24) à interface eth0 e a segunda (/16) à interface eth7. Essas interfaces precisam receber endereços do intervalo da rede correspondente, por exemplo e Nota Em redes reais, tradicionalmente o roteador recebe um endereço com o último byte igual a 1 (por exemplo,), e outros dispositivos começando com 100 (por exemplo, etc.). Siga esta regra ao realizar sua variação. 19

20 Resta informar aos computadores da rede o endereço de seu roteador (inserí-lo na tabela de roteamento). Precisamos especificar que os pacotes para todos os endereços, exceto os endereços locais, devem ser enviados ao roteador. “Todos os endereços” são inseridos na tabela como destino com a máscara “gateway padrão”. Configuração da área de trabalho 0 (Desktop 1 e Desktop 2 são configurados de forma semelhante): 20

21 Configurando o Desktop 6 (o Desktop 7 é configurado da mesma forma): Verificando a disponibilidade de uma sub-rede vizinha: 21

22 Para descobrir o endereço físico, o roteador usa solicitações ARP. Durante a transferência, você pode visualizar sua tabela ARP (então ela será apagada): Se você iniciar a transferência simultaneamente em todos os nós da rede: Nota Dispositivos reais geralmente não possuem um comando semelhante ao arp. Ele foi adicionado ao Net-Simulator para maior clareza. As configurações completas da rede podem ser visualizadas através de um relatório HTML (veja o exemplo abaixo). Salve o projeto em um arquivo separado e gere um relatório para ele. Pergunta de segurança Quais dispositivos precisarão ser configurados para conectar outra sub-rede com endereço /24 e três nós ao roteador? 22

23 RELATÓRIO DO PROJETO NET-SIMULATOR Arquivo do projeto: Autor: Descrição: Projeto criado em: Relatório gerado em: :56:6 Nome: Desktop 0 Descrição: Interfaces de desktop: Nome Status Endereço IP Máscara de rede Broadcast eth0 UP Tabela de roteamento: Interface métrica do Gateway Netmask de destino * 1 eth eth0 Nome: Desktop 1 Descrição: Interfaces de desktop: Nome Status Endereço IP Máscara de rede Broadcast eth0 UP Tabela de roteamento: Interface métrica do gateway de máscara de rede de destino 23

24 * 1 eth eth0 Nome: Desktop 2 Descrição: Interfaces de desktop: Nome Status Endereço IP Máscara de rede Broadcast eth0 UP Tabela de roteamento: Máscara de rede de destino Interface métrica do gateway * 1 eth eth0 Nome: 3 Descrição: Nome: 4 Descrição: Interfaces: Nome Status Endereço IP Transmissão de máscara de rede eth0 UP eth1 DOWN eth2 DOWN eth3 DOWN eth4 DOWN eth5 DOWN eth6 DOWN eth7 UP Tabela de roteamento: Interface métrica do gateway de máscara de rede de destino * 1 eth * 1 eth7 24

25 Nome: 5 Descrição: Nome: Desktop 6 Descrição: Interfaces de desktop: Nome Status Endereço IP Máscara de rede Broadcast eth0 UP Tabela de roteamento: Gateway de máscara de rede de destino Interface métrica * 1 eth eth0 Nome: Desktop 7 Descrição: Interfaces de desktop: Nome Status Endereço IP Máscara de rede Broadcast Tabela de roteamento eth0 UP: Interface métrica do gateway de máscara de rede de destino * 1 eth eth0 25

26 Opções de tarefas Opção 1. Opção 2. 26

27 Opção 3. Opção 4. 27

28 Opção 5. Opção 6. 28

29 Opção 7. Opção 8. 29

30 Opção 9. Opção

31 Opção 11. Opção

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Tipos de redes de computadores

Objetivo de uma rede de computadores

O principal objetivo das redes de computadores é o compartilhamento de recursos e a implementação de comunicação interativa dentro e fora de uma forma. Os recursos são dados, aplicativos e dispositivos periféricos, como unidade de disco externa, impressora, mouse, modem ou joystick. O conceito de comunicação interativa entre computadores implica a troca de mensagens em tempo real.

Impressoras e outros periféricos

Antes do advento das redes de computadores, cada usuário precisava ter sua própria impressora, plotter e outros dispositivos periféricos. Para compartilhar uma impressora, só havia uma maneira: mudar para um computador conectado a esta impressora.

As redes agora permitem que vários usuários “possuam” simultaneamente dados e dispositivos periféricos. Se vários usuários precisarem imprimir um documento, todos poderão acessar uma impressora de rede.

Dados

Antes do advento das redes de computadores, as pessoas trocavam informações mais ou menos assim:

informações transmitidas oralmente (fala oral)

escreveu notas ou cartas (discurso escrito)

gravou informações em um disquete, levou o disquete para outro computador e copiou os dados para ele

As redes de computadores simplificam esse processo, dando aos usuários acesso a praticamente qualquer tipo de dados.

Formulários

As redes oferecem excelentes condições para unificar aplicações (por exemplo, um processador de texto). Isso significa que todos os computadores da rede estão executando o mesmo tipo de aplicativo e a mesma versão. O uso de um único aplicativo facilitará o suporte a toda a sua rede. Na verdade, é mais fácil aprender uma aplicação do que tentar dominar quatro ou cinco de uma vez. Também é mais conveniente lidar com uma versão do aplicativo e configurar os computadores da mesma maneira.

SCS é a base de uma rede local de computador (LAN)

SCS é a base de uma rede local

Para que a organização funcione, é necessária uma rede local que conecte computadores, telefones e equipamentos periféricos. Você pode viver sem uma rede de computadores. É simplesmente inconveniente trocar arquivos usando disquetes, alinhar-se perto da impressora e acessar a Internet por meio de um computador. A solução para esses problemas é fornecida pela tecnologia, abreviada como SCS.

Um sistema de cabeamento estruturado é uma infraestrutura universal de telecomunicações de um edifício/complexo predial que fornece transmissão de sinais de todos os tipos, incluindo voz, informação e vídeo. O SCS pode ser instalado antes dos requisitos do usuário, velocidade de transferência de dados, tipo protocolos de rede.

A SCS cria a base de uma rede de computadores integrada à rede telefônica. O conjunto de equipamentos de telecomunicações de um edifício/complexo predial, conectados através de um sistema de cabeamento estruturado, é denominado rede local.

SKS ou computador plus rede telefônica

Os sistemas de cabeamento estruturado proporcionam longa vida útil, combinando facilidade de uso, qualidade de transmissão de dados e confiabilidade. A implementação do SCS cria as bases para aumentar a eficiência da organização, reduzindo custos operacionais, melhorando a interação dentro da empresa e garantindo a qualidade do atendimento ao cliente.

Um sistema de cabeamento estruturado é construído de forma que cada interface (ponto de conexão) forneça acesso a todos os recursos da rede. Neste caso, bastam duas linhas no local de trabalho. Uma linha é computador, a segunda é telefone. As linhas são intercambiáveis. Os cabos conectam os locais de trabalho da TP às portas dos pontos de distribuição. Os pontos de distribuição são conectados por linhas troncais de acordo com a topologia “estrela hierárquica”.

SCS é um sistema integrado. Vamos comparar o SCS com o modelo desatualizado de computador mais rede telefônica. Várias vantagens são óbvias.

uma rede local integrada permite transmitir diferentes tipos de sinais;

O SCS assegura o funcionamento de várias gerações de redes informáticas;

As interfaces SCS permitem conectar qualquer equipamento de redes locais e aplicações de voz;

O SCS implementa uma ampla gama de taxas de transferência de dados, de 100 Kbit/s para aplicações de voz a 10 Gbit/s para aplicações de informação;

a administração do SCS reduz os custos de mão de obra para manutenção da rede local devido à facilidade de operação;

uma rede de computadores permite o uso simultâneo de diferentes tipos de protocolos de rede;

a padronização e a concorrência no mercado SCS garantem preços mais baixos para os componentes;

rede local permite que os usuários tenham liberdade de movimento sem alterar dados pessoais (endereços, números de telefone, senhas, direitos de acesso, classes de serviço);

A administração do SCS garante a transparência da rede informática e telefônica - todas as interfaces do SCS são marcadas e documentadas. O trabalho da organização não depende do monopólio dos funcionários das conexões da rede telefônica.

Um SCS confiável e duradouro é a base de uma rede local. No entanto, toda dignidade tem uma desvantagem. Os padrões SCS recomendam redundância de parâmetros quantitativos do sistema, o que acarreta custos únicos significativos. Mas você pode esquecer o pesadelo da renovação permanente de um escritório existente para expandir uma rede de computadores para atender às necessidades atuais.

Padrões SCS

As normas definem a estrutura do SCS, parâmetros operacionais dos elementos estruturais, princípios de projeto, regras de instalação, técnicas de medição, regras de administração, requisitos de aterramento de telecomunicações.

A administração do SCS inclui marcação de portas, cabos, painéis, gabinetes e outros elementos, além de um sistema de gravação complementado com links. Juntamente com a organização criteriosa dos cabos instalados na fase de criação do SCS, o sistema de administração permite manter uma boa organização da rede local. As normas SCS de 2007 consideram a presença de administração como uma das condições para a conformidade da SCS com os requisitos das normas.

Os SCS são determinados por padrões internacionais, europeus e nacionais. Os padrões SKS são dirigidos a construtores profissionais. Na Rússia, o SCS é mais frequentemente criado por organizações especializadas em redes de computadores e sistemas de segurança.

A Rússia é membro da Organização Internacional de Normalização (ISO) e, portanto, é guiada por padrões internacionais. Essa informação reflete os requisitos da norma internacional ISO/IEC 11801.

Subsistemas SCS

A norma ISO/IEC 11801 divide o cabeamento estruturado em três subsistemas:

principal subsistema do complexo predial;

subsistema predial principal;

subsistema horizontal.

Subsistema backbone SCS e rede telefônica

O subsistema de backbone do complexo predial conecta os sistemas de cabos dos edifícios.

O subsistema backbone do edifício conecta os pontos de distribuição dos andares.

O subsistema tronco inclui subsistemas de informação e fala do SCS. O principal meio de transmissão do subsistema de informação é a fibra óptica (monomodo ou multimodo), complementada por cabos simétricos de quatro pares. Se o comprimento da linha principal não exceder 90 metros, são utilizados cabos simétricos de categoria 5 e superiores. Para comprimentos maiores, as aplicações de informação, ou seja, redes de computadores, requerem cabos de fibra óptica.

As aplicações de voz de backbone de construção operam em cabos multipares. Os aplicativos de voz que criam uma rede telefônica pertencem às classes mais baixas do SCS. Isso permite aumentar o comprimento das linhas do subsistema de backbone criadas por cabos multipares para dois a três quilômetros.

Subsistema horizontal de SCS e rede de computadores

O subsistema horizontal do SCS inclui painéis de distribuição, patch cables de pontos de distribuição de piso, cabos horizontais, pontos de consolidação e conectores de telecomunicações. O subsistema horizontal fornece uma rede local para assinantes e fornece acesso a recursos de backbone. O meio de transmissão do subsistema horizontal são cabos simétricos de pelo menos categoria 5. Os padrões SCS de 2007 prevêem que os centros de processamento de dados selecionem SCS de pelo menos categoria 6. Para tecnologias de informação(computador mais rede telefônica) de residências particulares, novos padrões recomendam o uso da categoria 6/7. O meio de transmissão das tecnologias de comunicação por radiodifusão (televisão, rádio) de residências/apartamentos particulares são cabos protegidos simetricamente com banda de frequência de 1 GHz, mais cabos coaxiais até 3GHz. O uso de fibra óptica também é permitido.

O subsistema horizontal do SCS é dominado por uma rede de computadores. Isto resulta numa limitação do comprimento máximo do canal - 100 metros, independentemente do tipo de meio. Para prolongar a vida útil sem modificações, o subsistema horizontal do SCS deve fornecer parâmetros de redundância e reserva.

Área de trabalho na estrutura do subsistema horizontal do SCS

A área de trabalho do SCS são as instalações (parte das instalações) onde os utilizadores trabalham com equipamentos terminais (telecomunicações, informação, voz).

A área de trabalho não pertence ao subsistema horizontal do SCS. O elemento funcional do subsistema horizontal do SCS é o conector de telecomunicações - TR.

As estações de trabalho estão equipadas com tomadas que incluem dois ou mais conectores de telecomunicações. O equipamento da área de trabalho é conectado por meio de cabos de assinante. Os cabos de assinante/rede estão fora do escopo do SCS, mas permitem criar canais cujos parâmetros são determinados pelos padrões SCS. O SCS inclui cabos patch/jumpers usados ​​para conexões entre portas do painel/contatos de conexão cruzada.

Mais de 90% dos cabos SCS estão no subsistema horizontal. Os cabos do subsistema horizontal são integrados ao máximo na infraestrutura do edifício. Quaisquer mudanças no subsistema horizontal afetam o trabalho da organização. Portanto, a redundância do subsistema horizontal é tão importante, garantindo a operação da rede local sem problemas a longo prazo.

Existem dois métodos de colocação de cabos - ocultos e abertos. Para instalação oculta, utiliza-se a construção de paredes, pisos e tetos. No entanto, isso nem sempre é possível. A opção mais comum para canais a cabo são as caixas plásticas.

As opções para colocação aberta de chicotes de cabos incluem bandejas, caixas, minicolunas. O roteamento oculto de cabos permite a instalação de tomadas embutidas e instalação de escotilhas de piso.

Pontos de distribuição SCS – nós de rede local

Os pontos de distribuição SKS são as extremidades das linhas horizontais e principais, que são fixadas em painéis ou conexões cruzadas para facilitar o uso. Armários de piso/parede e racks de telecomunicações são usados ​​para instalar painéis, conexões cruzadas e equipamentos de rede. O ponto de distribuição pode ocupar parte de um armário ou vários armários. As instalações dos pontos de distribuição são chamadas de instalações de telecomunicações, literalmente – armários de telecomunicações. Recomenda-se a instalação de um painel de controle de piso em cada andar do edifício. Se a área útil do escritório exceder 1.000 metros quadrados, será fornecido um centro de distribuição adicional, conectado por canais principais.

Os pontos de distribuição SCS criam nós de rede locais onde os equipamentos de rede e de servidor estão localizados de forma compacta.

Os gabinetes de chão permitem colocar centenas de terminações de linha, equipamentos e unidades PBX. Os racks de telecomunicações proporcionam capacidade de gabinete a um custo menor. Eles são usados ​​​​quando não é necessária proteção adicional de equipamentos de rede local ou condições operacionais especiais. Recomenda-se a escolha de armários de parede se o número de linhas for pequeno e não houver sala de telecomunicações. O equipamento do gabinete é resfriado por ventiladores.

Hoje, como há 10 anos, existem dois tipos de redes – redes ponto a ponto e redes baseadas em servidor. Cada um deles tem vantagens e desvantagens.

Uma rede ponto a ponto provavelmente atrairá usuários que desejam experimentar a rede primeiro ou que só podem arcar com o baixo custo de construção e manutenção de uma rede. Uma rede baseada em servidor é usada onde o controle completo sobre todas as estações de trabalho é importante. Pode ser pequeno rede doméstica e volumétrico sistema corporativo redes unidas em uma rede comum.

Estes dois tipos diferentes as redes têm raízes e princípios de funcionamento comuns, o que, em caso de modernização necessária, permite passar de mais opção simples– rede peer-to-peer – até redes mais complexas – baseadas em servidores.

Rede ponto a ponto

É muito fácil construir uma rede ponto a ponto. A característica mais importante dessa rede é que todos os computadores nela incluídos funcionam de forma independente, ou seja, ninguém os controla.

Na verdade, uma rede ponto a ponto se parece com vários computadores conectados por meio de um dos tipos de comunicação. É a ausência de um computador de controle – um servidor – que torna sua construção barata e bastante eficaz. No entanto, os próprios computadores que fazem parte da rede peer-to-peer devem ser suficientemente potentes para lidar com todas as tarefas básicas e adicionais (administrativas, proteção contra vírus, etc.).

Qualquer computador nessa rede pode ser chamado de trabalhador ou servidor, uma vez que não existe um computador dedicado específico que exerça controle administrativo ou outro. Um computador nessa rede é monitorado pelo usuário (ou usuários) que trabalha nele. Esta é a principal desvantagem de uma rede ponto a ponto - seu usuário não deve apenas ser capaz de trabalhar em um computador, mas também ter conhecimento de administração. Além disso, ele próprio tem que lidar com situações de emergência que surgem durante a operação do computador e protegê-lo de uma variedade de problemas, desde vírus até possíveis problemas de software e hardware.

Como esperado, uma rede peer-to-peer utiliza recursos compartilhados, arquivos, impressoras, modems, etc. Porém, devido à ausência de um computador de controle, cada usuário do recurso compartilhado deve estabelecer de forma independente as regras e métodos para sua utilização.

Você pode usar qualquer sistema operacional para trabalhar com redes ponto a ponto. O suporte de rede ponto a ponto é implementado em Microsoft Windows, começando com o Windows 95, portanto, nenhum software adicional é necessário.

Uma rede ponto a ponto geralmente é usada quando você precisa conectar vários (geralmente até 10) computadores em uma rede usando o sistema de conexão a cabo mais simples e não precisa usar proteção de dados estrita. Não é recomendável conectar um número maior de computadores, pois a falta de “autoridades de controle” mais cedo ou mais tarde leva a vários problemas. Afinal, por causa de um usuário inculto ou preguiçoso, a proteção e o funcionamento de toda a rede ficam comprometidos!

Se você estiver interessado em uma rede mais segura e controlada, crie uma rede baseada em servidor.

Rede baseada em servidor

Uma rede baseada em servidor é o tipo de rede mais comum, usado tanto em redes domésticas e de escritórios completas, quanto em grandes empresas.

Como o nome sugere, esta rede usa um ou mais servidores que monitoram todas as estações de trabalho. Via de regra, um servidor se caracteriza pela alta potência e velocidade necessárias para realizar as tarefas atribuídas, seja trabalhando com um banco de dados ou atendendo a outras solicitações do usuário. O servidor é otimizado para processar rapidamente as solicitações dos usuários e possui mecanismos especiais de proteção e controle de software. A energia suficiente do servidor permite reduzir o requisito de energia da máquina cliente. A operação de uma rede baseada em servidor geralmente é monitorada por uma pessoa especial - Administrador do sistema. Ele é responsável por atualizar regularmente bancos de dados de antivírus, solucionar problemas, adicionar e monitorar recursos compartilhados, etc.

O número de estações de trabalho nessa rede pode variar de várias a centenas ou milhares de computadores. Para manter o desempenho da rede no nível exigido à medida que o número de usuários conectados aumenta, servidores adicionais são instalados. Isso permite uma distribuição ideal do poder de computação.

Nem todos os servidores fazem o mesmo trabalho. Existem servidores especializados que permitem automatizar ou simplesmente facilitar a execução de determinadas tarefas.

Servidor de arquivos. Projetado principalmente para armazenar uma variedade de dados, desde documentos de escritório até músicas e vídeos. Normalmente, as pastas pessoais dos usuários são criadas em tal servidor, ao qual apenas eles (ou outros usuários que receberam o direito de acessar documentos nesta pasta) têm acesso. Para gerenciar tal servidor, use qualquer rede sistema operacional, equivalente ao Windows NT 4.0.

Servidor de impressão. a tarefa principal deste servidor- serviço impressoras de rede e garantir o acesso a eles. Muitas vezes, para economizar dinheiro, um servidor de arquivos e um servidor de impressão são combinados em um único servidor.

Servidor de banco de dados. A principal tarefa de tal servidor é fornecer velocidade máxima pesquisar e registrar os dados necessários no banco de dados ou obter dados dele e depois transmiti-los ao usuário da rede. Estes são os mais poderosos de todos os servidores. Possuem desempenho máximo, pois disso depende o conforto de trabalho de todos os usuários.

Servidor de aplicativos. Este é um servidor intermediário entre o usuário e o servidor de banco de dados. Via de regra, ele executa as consultas que requerem desempenho máximo e devem ser transferidas ao usuário sem afetar o servidor de banco de dados ou o computador do usuário. Podem ser dados solicitados com frequência do banco de dados ou quaisquer módulos do programa.

Outros servidores. Além dos listados acima, existem outros servidores, como correio, comunicação, servidores gateway, etc.

Uma rede baseada em servidor fornece uma ampla gama de serviços e capacidades que são difíceis ou impossíveis de obter em uma rede ponto a ponto. Além disso, uma rede ponto a ponto é inferior a essa rede em termos de segurança e administração. Ter um servidor ou servidores dedicados facilita o fornecimento cópia de segurança, que é uma prioridade se houver um servidor de banco de dados na rede.

A rede local

Conceito de rede

A maioria rede simples consiste em pelo menos dois computadores conectados entre si por cabo. Isso permite que eles compartilhem os dados. Todas as redes são baseadas neste princípio simples. Embora a ideia de conectar computadores por meio de um cabo não nos pareça particularmente notável, foi um avanço significativo no campo das comunicações em sua época.

Uma rede é um grupo de computadores e outros dispositivos conectados. O conceito de computadores conectados e compartilhando recursos é chamado de rede.

Os computadores na rede podem compartilhar:

dados

impressoras

Máquinas de fax

modems

Outros dispositivos

Esta lista é constantemente atualizada, pois... novas formas de compartilhar recursos estão surgindo

Local redes de computadores

Inicialmente, as redes de computadores eram pequenas e conectavam até dez computadores em uma impressora. A tecnologia limitou o tamanho da rede, incluindo o número de computadores na rede e seu comprimento físico. Por exemplo, no início da década de 1980, o tipo de rede mais popular consistia em no máximo 30 computadores e o comprimento do cabo não ultrapassava 185 m.

Problemas de rede

Escolher uma rede que não combina com a empresa pode causar problemas. A situação mais comum é quando uma rede ponto a ponto é selecionada quando a rede deveria ser baseada em servidor. Problemas de layout de rede também poderão surgir se restrições de topologia impedirem que a rede opere em algumas configurações.

Redes ponto a ponto

Em redes peer-to-peer, ou grupos de trabalho, podem surgir problemas devido a interferências não planejadas na operação da estação da rede. Os sinais de que uma rede peer-to-peer não atende aos requisitos da empresa são:

dificuldades associadas à falta de proteção centralizada de dados

situações que surgem constantemente quando os usuários desligam seus computadores, que funcionam como servidores.

Redes com topologia de barramento

Em redes com topologia "barramento", são possíveis situações em que - por diversos motivos - o barramento não está conectado ao terminador. E isso, como você sabe, interrompe o funcionamento de toda a rede.

O cabo pode quebrar

A quebra do cabo fará com que suas duas extremidades fiquem livres, ou seja, sem terminadores. Os sinais elétricos começarão a refletir e a rede irá parar de funcionar.

O cabo pode ser desconectado do conector T

O computador está desconectado da rede e o cabo também possui uma extremidade livre. Os sinais começam a ser refletidos, portanto toda a rede para de funcionar

O cabo pode perder seu terminador

Se o terminador for perdido, a extremidade do cabo fica livre. Os sinais começam a ser refletidos, o que leva à falha de toda a rede.

Rede sem fio

Ambiente sem fio

O ambiente sem fio está gradualmente entrando em nossas vidas. Assim que a tecnologia estiver finalmente formada, os fabricantes oferecerão uma ampla seleção de produtos a preços razoáveis, o que levará ao aumento da demanda e ao aumento das vendas. Por sua vez, isso impulsionará ainda mais a melhoria e o desenvolvimento do ambiente sem fio. A frase “ambiente sem fio” pode ser enganosa porque significa que não há fios na rede, mas na realidade não é esse o caso. Normalmente, os componentes sem fio interagem com uma rede que usa cabo como meio de transmissão. Essa rede com componentes mistos é chamada de híbrida;

Possibilidades

A ideia de um ambiente sem fio é muito atrativa porque seus componentes são:

Fornece conexão temporária à rede de cabos existente.

Ajude a organizar o backup para uma rede a cabo existente

Garante um certo nível de mobilidade

Permite remover restrições ao comprimento máximo da rede impostas por cabos de cobre ou mesmo de fibra óptica.

Transmissão de sinal

Para transmitir sinais codificados via cabo, são utilizadas duas tecnologias - transmissão em banda estreita e transmissão em banda larga.

Transmissão de banda estreita

Os sistemas de banda estreita transmitem dados como um sinal digital de uma única frequência. Os sinais são pulsos elétricos ou de luz discretos. Com esse método, toda a capacidade do canal de comunicação é utilizada para transmitir um pulso, ou seja, o sinal digital utiliza toda a largura de banda do cabo. Largura de banda é a diferença entre a frequência máxima e mínima que pode ser transmitida por um cabo.

Transmissão de banda larga

Os sistemas de banda larga transmitem dados na forma sinal analógico, que usa uma determinada faixa de frequência. Os sinais são ondas eletromagnéticas ou ópticas contínuas. Com este método, os sinais são transmitidos através do meio físico em uma direção.