Компьютерные сети

Цель урока: 

развитие информационной и коммуникационной компетентностей учащихся.

Задачи урока:

Обучающая:

изучить, закрепить и обобщить знания о компьютерных сетях.

Развивающая:

• развивать умения анализировать, систематизировать и делать выводы.

Воспитывающая:

• воспитание информационной культуры,
• воспитывать чувство уважительного отношения друг к другу во время совместной работы на уроке.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Методы: проектный, объяснительно - иллюстративный, работа в группах.

Оснащение урока: IBM PC, мультимедийный проектор,  раздаточный материал, презентация.   

Ход урока.

1. Актуализация. Постановка  проблемного вопроса.

Учитель:  В настоящее время персональные компьютеры, находящиеся чуть ли не в каждом доме и практически в каждой организации, достигли огромных мощностей в переработке информации. Но вся эта мощь в наше время сводится на нет без наличия современных средств коммуникации, то есть связи.

И сегодня каждый день множество людей открывает для себя существование глобальных компьютерных сетей,  объединяющих  компьютеры  во всем мире в едином информационном пространстве.

«Что нужно знать, чтобы организовать школьную компьютерную сеть? »

Примерные ответы:

- что такое сеть.

- вид сети.

- способы соединения компьютеров в этой сети.

- оборудование сети.

2. Постановка цели урока

Учитель: Итак, мы выяснили, что для того чтобы создать школьную компьютерную сеть необходимо определить:

- тип сети (сколько компьютеров будут объединены в сеть)

- тип соединения компьютеров в этой сети

- какой тип кабеля будем использовать

- какое оборудование необходимо для подключения компьютеров.

На все эти вопросы нам и предстоит ответить на сегодняшнем уроке и составить карту проекта, который мы так и назовем « Школьная компьютерная сеть»

3. Изложение нового материала

Компьютерная сеть — система двух или более компьютеров, связанных каналами передачи информации.

Назначение сетей:

·        передача информации между компьютерами;

·        совместный доступ к программам и данным, совместное использование оборудования. ( 2 слайд)

Классификация сетей (3 слайд)

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

• территориальная распространенность;
• скорость передачи информации;
• тип среды передачи;

по территориальной распространенности (4слайд)

• локальные
• региональные
• глобальные

1.(5 слайд) ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ - это соединение 3-х и более компьютеров друг с другом на небольшом расстоянии (внутри одного учреждения) с помощью кабелей.

Сервер - центральный компьютер, на котором установлено сетевое программное обеспечение. Остальные компьютеры называются рабочими станциями, клиентами или абонентами сети. Такая сеть называется клиент-сервер.

Одноранговая сеть - сеть, в которой нет специального сервера.

Администратор человек, который отвечает за работу сети, ее исправность, за права доступа пользователя.

Провайдер - организация, которая владеет сервером и предоставляет услуги по работе в сети.

2. (7 слайд) РЕГИОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Региональная сеть – компьютерная сеть в пределах одного региона.

3. (8 слайд) ГЛОБАЛЬНАЯ  (ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ) СЕТЬ – представляет собой компьютерную сеть, охватывающую большие территории и включающую в себя десятки и сотни тысяч компьютеров.

ГВС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети. Лучшим примером ГВС является Интернет, но существуют и другие сети. Глобальную компьютерную сеть еще называют телекоммуникационной сетью, а процесс обмена информацией по такой сети называют телекоммуникацией (от греч. «tele» - далеко и лат. «comunicato» - связь).

Итак, Интернет - это множество компьютеров (хостов) и различных компьютерных сетей, объединенных сетью, которые взаимодействуют при помощи протоколов связи TCP/IP. Вся информация в Интернет хранится на Web-серверах. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями или каналами общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи), составляют базовую часть сети Интернет.

Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи. Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется через Internet - провайдеров (Internet Service Provider - ISP) или корпоративную сеть.

Провайдеры располагают компьютерной сетью, которая имеет постоянное соединение с Интернет. Компьютеры, входящие в сеть провайдера и служащие для подключения абонентов к Интернету, называются серверами доступа или маршрутизаторами.

В качестве маршрутизаторов чаще всего используются компьютеры с сетевой операционной системой UNIX или аппаратные маршрутизаторы.

4. Первичная проверка знаний (9-15 слайды)

5. Изложение нового материала (16 слайд-38)

В сети компьютеры могут быть соединены по-разному. Физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями называют топологией сети. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.

Существует три основных вида топологии сети: шина, звезда и кольцо. Чтобы определить какой тип соединения компьютеров выбрать для нашей сети необходимо оценить преимущества  недостатки каждого вида соединения.  Каждой группе дается один тип соединения и учащиеся  за компьютерами, используя ЦОР  ищут необходимую информацию. Потом один из членов группы делает сообщение о достоинствах и недостатках данного вида соединения.

Шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам. Согласно этой топологии создается одноранговая сеть. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная.

        Достоинства:

• простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время работы сети);
• сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;
• недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии.

        Недостатки:

• сложность сетевого оборудования;
• сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из-за того, что все адаптеры включены параллельно;
• обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;
• ограничение на максимальную длину линий связи из-за того, что сигналы при передаче ослабляются и никак не восстанавливаются.

Звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи. Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится очень большая нагрузка, поэтому он предназначен только для обслуживания сети.

        Достоинства:

• выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании оставшейся части сети;
• простота используемого сетевого оборудования;
• все точки подключения собраны в одном месте, что позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети путем отключения от центра тех или иных периферийных устройств;
• не происходит затухания сигналов.

        Недостатки:

• выход из строя центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной;
• жесткое ограничение количества периферийных компьютеров;
• значительный расход кабеля.

    Кольцо (ring), при котором каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута. Особенностью кольца является то, что каждый компьютер восстанавливает приходящий к нему сигнал, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами.

        Достоинства:

• легко подключить новые узлы, хотя для этого нужно приостановить работу сети;
• большое количество узлов, которое можно подключить к сети (более 1000);
• высокая устойчивость к перегрузкам.

  Недостатки:

• выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу сети;
• обрыв кабеля хотя бы в одном месте нарушает работу сети.

6. Постановка  проблемного вопроса и изложение нового материала. Итак, мы выяснили, как можно подключить компьютеры в сеть. А что должен иметь компьютер, который подключен к компьютерной сети?

    Каждый компьютер, который функционирует в сети, должен иметь:

• сетевую карту;
• соединительные кабели;
• сетевое программное обеспечение.

Этого вполне достаточно, чтобы создать локальную сеть, но мы хотим иметь возможность подключения к глобальной сети, поэтому нам нужен еще модем

Сетевая карта - это устройство (компьютерная плата), которое устанавливается внутрь Вашего системного блока (компьютера) и служит для подключения провода локальной сети, обеспечивая доступ в Интернет для Вашего компьютера. Современные карты работают на скорости 100 Мбит/сек (или даже 1 Гбит/cек).

По типу среды передачи сети делят на:

• телефонные
• коаксиальные
• оптоволоконные
• на витой паре

все эти названия связаны с типом кабеля, который используется в этой сети.

Но все же мы говорим о типе среды, поэтому не забудем передачу сигнала по радиоканалам (Wi-Fi, BlueTooth)

Телефонный кабель начал использоваться для передачи данных со времен появления первых компьютеров. Главным преимуществом телефонных линий было наличие уже созданной и развитой инфраструктуры. С ее помощью можно передавать данные между компьютерами, находящимися на разных материках, так же легко, как и вести разговор людям, которые находятся за много тысяч километров друг от друга. На сегодняшний день использование телефонных линий также остается популярным. Пользователи, которых устраивает небольшая скорость передачи данных, могут получить доступ к Internetу со своих домашних компьютеров. Основными недостатками использования телефонного кабеля является небольшая скорость передачи, т.к. соединение происходит не напрямую, а через телефонные станции. При этом требование к качеству передаваемого сигнала при передаче данных значительно выше, чем при передаче "голоса". А так как большинство аналоговых АТС не справляется с этой задачей (уровень "шума", или помех, и качество сигнала оставляет желать лучшего), то скорость передачи данных очень низкая. Хотя при подключении к современным цифровым АТС можно получить высокую и надежную скорость связи.

Коаксиальный кабель использовался в сетях еще несколько лет назад, но сегодня это большая редкость. Такой тип кабеля по строению практически идентичен обычному телевизионному коаксиальному кабелю – центральная медная жила отделена слоем изоляции от оплетки. Некоторые отличия есть в электрических характеристиках (в телевизионном кабеле используется кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, в сетевом – 50 Ом).

Основными недостатками этого кабеля является низкая скорость передачи данных (до 10 Мбит/с), подверженность воздействиям внешних помех. Кроме того, подключение компьютеров в таких сетях происходит параллельно, а значит, максимальная возможная скорость пропускания делится на всех пользователей. Но, по сравнению с телефонным кабелем, коаксиал позволяет объединять близко расположенные компьютеры с намного лучшим качеством связи и более высокой скоростью передачи данных.

Витая пара ("twisted pair") – наиболее распространенное средство для передачи данных между компьютерами. В данном типе кабеля используется медный попарно скрученный провод, что позволяет уменьшить количество помех и наводок, как при передаче сигнала по самому кабелю, так и при воздействии внешних помех.

Максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные этим кабелем, достигает 90 м. Скорость передачи информации - от 10 до 155 Мбит/с; экранированная витая пара. Скорость передачи информации - 16 Мбит/с на расстояние до 300 м.

          Оптоволокно используется для соединения больших сегментов сети, которые располагаются далеко друг от друга, или в сетях, где требуется большая полоса пропускания, помехоустойчивость. Оптический кабель состоит из центрального проводника света (сердцевины) – стеклянного волокна, окруженного другим слоем стекла – оболочкой, обладающей меньшим показателем преломления, чем сердцевина. Распространяясь по сердцевине, лучи света не выходят за ее пределы, отражаясь от покрывающего слоя оболочки. Световой луч обычно формируется полупроводниковым или диодным лазером. Идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, позволяет передавать информацию на расстояние до 10 000 м со скоростью до 10 Гбит/с.

7. Рефлексия (гимнастика для глаз)

8. Подведение итогов. Беседа с учащимися. Заполнение карты проекта.