Виды сетевых технологий локальных сетей. Сетевые технологии

Объединение компьютеров в вычислительную сеть позволяет увеличить производительность труда людей, работающих на них. Скоординированная рабочая группа способна выполнять более сложные проекты, состоящие из множества отдельных задач, и компьютерные сети помогают рабочим группам в решении связанных с этим проблем.

Разнообразие компьютерных сетей велико. Несомненное лидерство здесь, как и в создании компьютеров вообще, принадлежит США. Общее число только достаточно крупных сетей в мире достигает нескольких сотен (около 250). Конечно, среди них есть группы сетей с довольно близкими характеристиками и даже программно-совместимые.

Создание крупных компьютерных сетей потребовало анализа различных концепций их построения, исследования широкого набора вариантов аппаратных и программных средств и многого другого. Благодаря тому, что США удалось реализовать такую гигантскую “исследовательскую площадку”, многие проблемы были именно там успешно и за короткий срок решены.

В настоящее время информационно-вычислительные системы принято делить на 3 основных типа:

LAN (Lokal Area Network) - локальная сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации;

MAN (Metropolitan Area Network) - городская или региональная сеть, т.е. сеть в пределах города, области и т.п.;

WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, соединяющая абонентов страны, континента, всего мира.

Информационные системы, в которых средства передачи данных принадлежат одной компании и используются только для нужд этой компании, принято называть Сеть Масштаба Предприятия или Корпоративная Сеть (Enterprise Network). Для автоматизации работы производственных предприятий часто используются системы на базе протоколов MAP / TOP:

MAP (Manufacturing Automation Protocol) - сеть для производственных предприятий, заводов (выполняется автоматизация работы конструкторских отделов и производственных, технологических цехов). MAP позволяет создать единую технологическую цепочку от конструктора, разработавшего деталь, до оборудования, на котором изготавливают эту деталь.

TOP (Technical and Office Protocol) - протокол автоматизации технического и административного учреждения.

MAP / TOP системы, полностью автоматизирующие работу производственного предприятия.

Понятие локальная вычислительная сеть - ЛВС (англ. LAN - Local Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.

Существует два основных типа сетей: одноранговые и сети на ос-нове сервера. В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер;

Иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. На сегодняшний день одноранговые сети бесперспективны, поэтому в данной работе они не рассматриваются. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом, и именно они будут рассмотрены в этой работе. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.

Разделение ресурсов.

Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как печатающие устройства, внешние устройства хранения информации, модемы и т.д. со всех подключенных рабочих станций.

Разделение данных.

Разделение данных предоставляет возможность доступа и управле-ния базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.

Разделение программных средств.

Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.

Разделение ресурсов процессора.

При разделении ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не набрасываются моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.

Многопользовательский режим.

Многопользовательские свойства системы содействуют одновре-менному использованию централизованных прикладных программных средств, обычно заранее установленных на сервере приложения (англ. Application Server).

Все ЛВС работают в одном стандарте принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

При рассмотрении процедур межсетевого взаимодействия всегда опираются на стандарты, разработанныеInternational Standard Organization (ISO). Эти стандарты получили название "Семиуровневой модели сетевого обмена" или в английском варианте " Open System Interconnection Reference Model " (OSI Ref . Model). В данной модели обмен информацией может быть представлен в виде стека, представленного на рис.1. Как видно из рисунка, в этой модели определяется все - от стандарта физического соединения сетей до протоколов обмена прикладного программного обеспечения. Дадим некоторые комментарии к этой модели.

Физический уровень данной модели определяет характеристики физической сети передачи данных, которая используется для межсетевого обмена. Это такие параметры, как: напряжение в сети, сила тока, число контактов на разъемах и т.п. Типичными стандартами этого уровня являются, например RS 232 C , V 35, IEEE 802.3 и т.п.

К канальному уровню отнесены протоколы, определяющие соединение, например, SLIP (Strial Line Internet Protocol). PPP (Point to Point Protocol), NDIS , пакетный протокол, ODI и т.п. В данном случае речь идет о протоколе взаимодействия между драйверами устройств и устройствами, с одной стороны, а с другой стороны, между операционной системой и драйверами устройства. Такое определение основывается на том, что драйвер - это, фактически, конвертор данных из оного формата в другой, но при этом он может иметь и свой внутренний формат данных.

К сетевому (межсетевому) уровню относятся протоколы, которые отвечают за отправку и получение данных, или, другими словами, за соединение отправителя и получателя. Вообще говоря, эта терминология пошла от сетей коммутации каналов, когда отправитель и получатель действительно соединяются на время работы каналом связи. Применительно к сетям TCP / IP , такая терминология не очень приемлема. К этому уровню в TCP / IP относят протокол IP (Internet Protocol). Именно здесь определяется отправитель и получатель, именно здесь находится необходимая информация для доставки пакета по сети.

Транспортный уровень отвечает за надежность доставки данных, и здесь, проверяя контрольные суммы, принимается решение о сборке сообщения в одно целое. В Internet транспортный уровень представлен двумя протоколами TCP (Transport Control Protocol) и UDP (User Datagramm Protocol). Если предыдущий уровень (сетевой) определяет только правила доставки информации, то транспортный уровень отвечает за целостность доставляемых данных.

Уровень сессии определяет стандарты взаимодействия между собой прикладного программного обеспечения. Это может быть некоторый промежуточный стандарт данных или правила обработки информации. Условно к этому уровню можно отнеси механизм портов протоколов TCP и UDP и Berkeley Sockets . Однако обычно, рамках архитектуры TCP / IP такого подразделения не делают.

Уровень обмена данными с прикладными программами

(Presentation Layer) необходим для преобразования данных из промежуточного формата сессии в формат данных приложения. В Internet это преобразование возложено на прикладные программы.

Уровень прикладных программ или приложений определяет протоколы обмена данными этих прикладных программ. В Internet к этому уровню могут быть отнесены такие протоколы, как: FTP , TELNET , HTTP , GOPHER и т.п.

Сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения вычислительных сетей.

Протокол – это набор правил и соглашений, определяющий каким образом в сети устройства обмениваются данными.

В настоящее время доминируют следующие сетевые технологии: Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM.

Технология Ethernet

Технология Ethernet создана фирмой XEROX в 1973 году. Основной принцип, положенный в основу Ethernet - случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных (метод множественного доступа).

Логическая топология сети Ethernet всегда шинная, поэтому данные передаются на все узлы сети. Каждый узел видит каждую передачу и отличает предназначенные ему данные по адресу своего сетевого адаптера. В каждый момент времени только один узел может осуществить успешную передачу, поэтому между узлами должно существовать некое соглашение, как им вместе пользоваться одним кабелем, чтобы не мешать друг к другу. Такое соглашение и определяет стандарт Ethernet.

По мере роста загрузки сети все больше возникает необходимость передавать данные в одно и то же время. Когда такое случается, то две передачи входят в конфликт, заполняя шину информационным мусором. Такое поведение известно под термином «коллизия», то есть возникновение конфликта.

Каждая передающая система, обнаружив коллизию, немедленно прекращает посылать данные, и предпринимаются действия, чтобы исправить эту ситуацию.

Хотя большинство коллизий, которые возникают в типичной сети Ethernet, разрешаются в течение микросекунд и их возникновение естественно и ожидаемо, но основной недостаток заключается в том, что чем больше трафик в сети, тем больше коллизий, тем резко падает производительность сети и может наступить коллапс, то есть сеть забита трафиком.

Трафик – поток сообщений в сети передачи данных.

Технология Token Ring

Технология Token Ring была разработана компанией IBM в 1984 году. Технология Token Ring использует совершенно другой метод доступа. Логическая сеть Token Ring имеет кольцевую топологию. Специальное сообщение, известное как маркер (Token) – это специальный трех байтовый пакет, который постоянно циркулирует по логическому кольцу в одном направлении. Когда маркер проходит через узел, готовый передать данные в сеть, он захватывает маркер, присоединяет к нему данные, предназначенные для передачи, и затем передает сообщение снова в кольцо. Сообщение продолжает свое «путешествие» по кольцу до тех пор, пока не достигнет места назначения. Пока сообщение не будет принято, ни один узел не сможет пересылать данные. Этот метод доступа известен как передача маркера. Он исключает коллизии и произвольные периоды ожидания как Ethernet.

Технология FDDI

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – оптоволоконный интерфейс распределённых данных - это первая технология локальных сетей, в которой средой передачи данных является оптоволоконный кабель. Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя ее основные идеи. Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец – это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI и узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надежности должны быть подключены к обоим кольцам.

В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля только первичного кольца, вторичное кольцо в этом режиме не используется. В случае какого- либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные (например, обрыв кабеля или отказ узла) первичное кольцо объединяется со вторичным, вновь образуя единое кольцо.

Кольца в сетях FDDI рассматриваются как общая среда передачи данных, поэтому для нее определен специальный метод доступа очень близкий к методу доступа сетей Token Ring. Отличие заключается в том, что время удержания маркера в сети FDDI не является постоянной величиной, как в Token Ring. Оно зависит от загрузки кольца - при небольшой загрузке оно увеличивается, а при больших перегрузках может уменьшаться до нуля для асинхронного трафика. Для синхронного трафика время удержания маркера остаётся фиксированной величиной.

Технология АТМ

АТМ (Asynchronous Transfer Mode– асинхронный режим передачи) – самая современная сетевая технология. Она разработана для передачи речи, данных и видео с использованием высокоскоростного, ориентированного на установление соединения протокола с коммутацией ячеек.

В отличие от других технологий трафик АТМ разбивается на 53 - байтовые ячейки (cells). Применение структуры данных предопределенного размера делает сетевой трафик более легко измеряемым количественно, предсказуемым и управляемым. АТМ построена на передаче информации по оптоволоконному кабелю с использованием звездообразной топологии.

По специализации: специализированные и универсальные

специализированные - для решения небольшого количества специальных задач. Примером специализированной служит технология резервирования мест на авиационные рейсы.

Классическим примером универсальной технологии является Академсеть Российской Федерации, предназначенная для решения большого количества разнообразных информационных задач.

по способу организации :одноуровневые и двухуровневые

В одноуровневой системе маршрутизации все роутеры равны по отношению друг к другу.

двухуровневые технологии имеют кроме ПК, с которыми непосредственно общаются пользователи и которые называются рабочими станциями, специальные компьютеры, называемые серверами (англ. to serve - обслуживать). Задачей сервера и является обслуживание рабочих станций с предоставлением им своих ресурсов, которые обычно существенно выше, чем ресурсы рабочей станции.

По способу связи: проводные,беспроводные.

В проводных технологиях в качестве физической среды в каналах используются:

Плоский двухжильный кабель;

Витая пара проводов

Коаксиальный кабель

Световод.

Беспроводные сетевые технологии , использующие частотные каналы передачи данных (средой является эфир), представляют в настоящее время разумную альтернативу обычным проводным сетям и становятся все более привлекательными. Самое большое преимущество беспроводных технологий - это возможности, предоставляемые пользователям портативных компьютеров. Однако скорость передачи данных, достигаемая в беспроводных технологиях, не может пока сравниться с пропускной способностью кабеля, хотя она в последнее время и значительно выросла

По составу ПК. Однородные и неоднородными

Однородные сетевые технологии предполагают увязку в сети однотипных средств, разрабатываемых одной фирмой. Подключение к такой сети средств других производителей возможно только при условии соблюдения в них стандартов, принятых в однородной архитектуре.

Другой подход состоит в разработке единой универсальной сетевой технологии независимо от типов применяемых в ней средств. Такие технологии называются неоднородными. Первым стандартом для таких сетей была базовая эталонная модель ВОС (взаимосвязь открытых систем). Настоящий стандарт на эталонную модель взаимосвязи открытых систем является общим базисом, координирующим работы по созданию стандартов для обеспечения взаимосвязи систем. Он разрешает использование существующих стандартов и определяет их будущее местоположение в рамках эталонной модели.

Требования данного стандарта являются обязательными

По Охвату территории

Использование персональных компьютеров (ПК) в составе локальных вычислительных сетей (ЛВС) обеспечивает постоянное и оперативное взаимодействие между отдельными пользователями в пределах коммерческой либо научно-производственной структуры. Свое название ЛВС получила за то, что все ее компоненты (ПК, каналы коммуникаций, средства связи) физически размешаются на небольшой территории одной организации или ее отдельных подразделений.

Территориальной (региональной ) называют технологию (сеть), компьютеры которой находятся на большом удалении друг от друга, как правило, от десятков до сотен километров. Иногда территориальную сеть называют корпоративной или ведомственной. Такая сеть обеспечивает обмен данными между имеющими доступ к ресурсам сети абонентами по телефонным каналам сети общего назначения, каналам сети «Телекс», а также по спутниковым каналам связи. Количество абонентов сети не ограничено. Им гарантируется надежный обмен данными в режиме «реального времени», передача факсов и телефонных (телексных) сообщений в заданное время, телефонная связь по спутниковым каналам. Территориальные сети строятся по идеологии открытых систем. Их абонентами являются отдельные ПК, ЛВС, телексные установки, факсимильные и телефонные установки, сетевые элементы (узлы сети связи).

Основная задача федеральной сети - создание магистральной сети передачи данных с коммутацией пакетов и предоставление услуг по передаче данных в реальном масштабе времени широкому кругу пользователей, к числу которых относятся и территориальные сети.

Глобальные сети обеспечивают возможность общения по переписке и телеконференции. Основная задача глобальной сети - обеспечение абонентам не только доступа к компьютерным ресурсам, но и возможности взаимодействия между собой различных профессиональных групп, рассредоточенных на большой территории.

Топологии

Топология (конфигурация) – это способ соединения компьютеров в сеть.

Тип топологии определяет стоимость, защищенность, производительность и

надежность эксплуатации рабочих станций, для которых имеет значение

время обращения к файловому серверу

Существуют пять основных топологий:

− общая шина (Bus);

− кольцо (Ring);

− звезда (Star);

− древовидная (Tree);

− ячеистая (Mesh).

Общая шина это тип сетевой топологии, в которой рабочие станции рас-

положены вдоль одного участка кабеля, называемого сегментом

В данном случае кабель используется всеми станциями по очереди, по-

этому принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим

кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные.

Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и

прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети.

Кольцо – это топология ЛВС, в которой каждая станция соединена с

двумя другими станциями, образуя кольцо (рис.4.2). Данные передаются от

одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый

ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК,

т.е. данные, передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете.

Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьюте-

ся. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что ка-

ждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации,

и в случае выхода из строя хотя бы одной из них, вся сеть парализуется. То-

пология Кольцо имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое

числом рабочих станций.

Звезда – это топология ЛВС, в которой все рабочие станции

присоединены к центральному узлу (например, к концентратору), который

устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями.

Преимуществом такой топологии является возможность простого исключе-

ния неисправного узла . Однако, если неисправен центральный узел, вся сеть

выходит из строя.

Древовидная топология– достигается из звездообразной путем

каскадирования концентраторов. Такая топология широко используется в со-

временных высокоскоростных локальных компьютерных сетях. В качестве

узлов коммутации чаще всего выступают высокоскоростные коммутаторы.

Наиболее характерным представителем сетей с подобной структурой являет-

ся сеть 100VG AnyLan. И кроме того, высокоскоростной вариант магист-

ральной сети Ethernet – Fast Ethernet также имеет древовидную структуру.

По сравнению с шинными и кольцевыми сетями древовидные локаль-

ные сети обладают более высокой надежностью. Отключение или выход из

строя одной из линий или коммутатора, как правило, не оказывает сущест-

венного влияния на работоспособность оставшейся части локальной сети.

Ячеистая топология– это топология, при которой все рабочие

станции соединены со всеми (полносвязанная топология). Ячеистая тополо-

гия нашла применение в последние несколько лет. Ее привлекательность за-

ключается в относительной устойчивости к перегрузкам и отказам. Благодаря

множественности путей из устройств, включенных в сеть, трафик может

быть направлен в обход отказавших или занятых узлов. Даже несмотря на то,

что данный подход отмечается сложностью и дороговизной (протоколы

ячеистых сетей могут быть достаточно сложными с точки зрения логики,

чтобы обеспечить эти характеристики), некоторые пользователи предпочи-

тают ячеистые сети сетям других типов вследствие их высокой надежности

Беспроводные технологии

Методы беспроводной технологии передачи данных (Radio Waves) являются удобным, а иногда незаменимым средством связи. Беспроводные технологии различаются по типам сигнала, частоте (большая частота означает большую скорость передачи) и расстоянию передачи. Большое значение

имеют помехи и стоимость. Можно выделить три основных типа беспроводной технологии:

− радиосвязь;

− связь в микроволновом диапазоне;

− инфракрасная связь.

протоколы маршрутизации

Internet - это общемировая совокупность компьютерных сетей, связывающая между собой миллионы компьютеров. Сегодня Internet имеет около 400 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%.
Отдельные локальные сети могут объединяются в глобальные вычислительные сети (WAN - wide area network). Устройства, не относящиеся к одной и той же локальной физической сети LAN, устанавливают соединения с глобальной сетью через специализированное коммуникационное оборудование. Наиболее распространен метод подключения "внутренней" подсети к "внешней" подсети через компьютер-шлюз. Internet образует ядро, обеспечивающее связь различных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой. Состоит Internet из множества локальных и глобальных сетей. Internet можно представить себе в виде мозаики сложенной из небольших сетей разной величины, которые активно взаимодействуют одна с другой, пересылая файлы, сообщения и т. п.
С самого начала в структуре Internet выделяли магистральную сеть и сети , присоединенные к магистрали (автономные, локальные). Магистральная сеть и каждая из автономных имели свое собственное административное управление и собственные

Похожая информация.

Если компьютеры работают независимо друг от друга, то приложения и ресурсы (например, принтеры или сканеры) придется дублировать для каждого из них. Например, если два аналитика хотят работать с таблицей Excel и ежедневно распечатывать результаты своей работы на принтере, оба используемых ими компьютера должны иметь свою копию программы Excel и принтер. Если бы пользователям понадобилось совместно применять свои данные, то эти данные пришлось бы непрерывно переносить между компьютерами при помощи дискет или CD-RW-дисков. А если бы пользователям понадобилось совместно применять свои компьютеры, то каждому из них пришлось бы приложить усилия, чтобы разобраться в другой системе -- ведь в каждой из них имеется своя организация рабочего стола и приложений, своя структура папок и т. д. Короче говоря, это был бы весьма неудобный, неэкономный процесс, который приводил бы к большому количеству ошибок. И чем больше пользователей подключается к этому процессу, тем быстрее наступает момент, когда им становится уже невозможно управлять. Однако, если бы те два ПК из нашего примера были соединены между собой в сеть, оба пользователя смогли бы применять одно приложение Excel, иметь доступ к одним и тем же исходным данным и потом отправлять результаты своей работы на один “общий” принтер, присоединенный к сети (хотя, нужно сказать, что в современных сетях чаще всего каждая рабочая станция имеет свои приложения, например, Excel, а данные использует совместно). Если бы к этой сети добавилось больше пользователей, то все они смогли бы совместно применять Excel, данные и ресурсы одинаковым образом. Другими словами, компьютеры, входящие в сеть, могут совместно использовать:

Документы (записки, электронные таблицы, счета и т. д.);

Электронные почтовые сообщения;

Программное обеспечение по работе с текстом;

Программное обеспечение по сопровождению проектов;

Иллюстрации, фотографии, видео- и аудиофайлы;

Живые аудио- и видеотрансляции;

Принтеры;

Дисководы CD-ROM и другие сменные запоминающие устройства (как, например, Zip-дисководы и Jaz-дисководы);

Жесткие диски.

Поскольку в одной компьютерной сети работает множество компьютеров, более эффективно управлять всей сетью из центральной точки (сетевой администратор, network administrator). Возьмем вышеприведенный пример и предположим, что нашим аналитикам дали новую версию программы Excel. Если их компьютеры не, объединены в сеть, то каждую систему придется модернизировать и проверять по отдельности. Это не так уж и сложно сделать, если систем только две. Но если в компании есть десятки или даже сотни персональных компьютеров, проводить индивидуальную модернизацию каждого из них, естественно, становится дорогим и неэффективным занятием. При наличии компьютерной сети, для того чтобы модернизировать приложение, такую модернизацию достаточно выполнить только один раз на сервере, после чего все рабочие станции данной компьютерной сети смогут сразу же начать использовать обновленное программное обеспечение (ПО). Централизованное администрирование также позволяет из одного места управлять безопасностью компьютерной сети и следить за ее работой.

Но кроме возможности совместного доступа к информации, компьютерные сети дают и другие преимущества. Сеть позволяет сохранять и защищать информацию. Например, очень трудно координировать и управлять процессом резервирования информации при большом количестве независимых друг от друга персональных компьютеров. Системы, организованные в компьютерную сеть, могут автоматически создавать резервные копии файлов в одном центральном месте (например, накопителе на магнитной ленте, подключенном к сетевому серверу). Если информация на каком-либо компьютере оказывается утраченной, ее можно будет легко найти в центральной системе резервирования и восстановить. Кроме того, повышается уровень безопасности данных. Получение доступа к отдельному персональному компьютеру, как правило, означает доступ ко всей информации, содержащейся в этом компьютере. Однако возможности безопасности, которые предоставляет компьютерная сеть, не позволят неавторизованным пользователям получить доступ к важной информации или удалить ее. Например, каждый сетевой пользователь имеет свое регистрационное (“логинное”) имя и пароль, которые дают доступ только лишь к ограниченному числу сетевых ресурсов. Наконец, компьютерные сети являются идеальными средами для общения между пользователями. Вместо того чтобы обмениваться бумажными напоминаниями и записками, электронная почта позволяет пользователям отправлять друг другу письма, отчеты, изображения -- почти все типы файлов. Это также позволяет сэкономить на распечатывании материалов и уменьшить задержки, связанные с доставкой переписки между отделами компании. Электронная почта -- это такой мощный инструмент, что он позволяет пользователям сети Интернет почти мгновенно обмениваться сообщениями, практически независимо от своего местоположения в мире.

Введение

Глава 1. Формы использования сетевых технологий в образовании

1 Сетевые технологии в образовании

2 Электронная почта

1.3 Технология World-Wide Web (WWW)

1.4 Поисковые системы и каталоги Интернет

5 Компьютерные телеконференции

6 Электронные библиотеки

Глава 2. Собственно образовательные сетевые технологии и ресурсы

1 Желательные компоненты системы сетевого образования

2 Образовательные порталы и дистанционное образование

Заключение

Введение

Образование должно опережать жизнь. Это аксиома, давно ставшая общим местом, но по-прежнему остающаяся (по крайней мере, в России) чистой декларацией. Каким образом образование может опережать жизнь? Понятно, что преподавать то, чего ещё нет, невозможно. Но давать учащемуся самые современные знания, одновременно ориентируя его на решение основополагающих, концептуальных вопросов, - можно. Именно концептуальность образования в области конкретных реализаций стимулирует поиск новых, более совершенных, более смелых решений.

Информатизация является объективным процессом во всех сферах человеческой деятельности, в том числе образовании. Цель информатизации образования состоит в глобальной интенсификации интеллектуальной деятельности за счет использования новых информационных технологий.

Информационная насыщенность современного общества, его функциональность на достойном уровне сегодня предполагают такие скорости движения информации, которые могут обеспечить только компьютерные сети, интегрированные в глобальное информационное пространство.

Таким образом, цель данной работы - рассмотреть проблемы внедрения в образование и образовательный процесс современных форм и методов обучения на основе достижений компьютерной техники и коммуникационных технологий в связи с растущей глобализацией всех областей жизни общества, в том числе и педагогической науки и практики.

В соответствии с целью, объектом и предметом исследования были поставлены следующие задачи: выявление основных проблем и перспектив внедрения в образование информатизации; рассмотрение форм использования сетевых технологий в образовании; обзор сетевых технологий, в российском образовании.

.1 Сетевые технологии в образовании

Бурное развитие телекоммуникационных технологий, в частности сети Интернет, и мультимедиа в последние годы не только способствовало появлению повышенного интереса к использованию компьютеров в учебном процессе, но и обусловило появление системы образования нового поколения - компьютерного дистанционного образования. О чем свидетельствует приведенная ниже схема.

Схема 1 - Образование нового поколения - компьютерное дистанционное образование

Сетевое образование, как один из видов дистанционного, представляет собой быстро меняющуюся и пока во многом гипотетическую область социально-экономического развития, плохо поддающуюся прогнозированию, что предполагает важность оценки альтернативных технологий и всевозможный "подогрев" интереса общественности и специалистов к этой области.

Основная проблематика сетевого образования, включает вопросы развития новых технологических схем, модернизацию методических ресурсов и развитие инфраструктуры. Рассмотрение актуальных проблем сетевого образования происходит на фоне продолжающегося в последние годы процесса сокращения рабочих мест практически во всех развитых странах, ускорения модернизации под воздействием экологических ограничений содержания многих профессий, с одной стороны, и, с другой, - вследствие непрекращающегося технологического развития человечества.

Всё это ведёт к сокращению жизненного цикла знаний и навыков, превращает образовательную функцию из разовой (как в начале века) и повторяющейся (в середине века) в регулярную. Наиболее яркий пример - информационные технологии, меняющие программно-технические платформы через полтора-два года. В этих условиях классическая форма очного обучения становится лишь частью общего образовательного инструментария, причём всё меньшей частью. Внешне незаметно, но непрерывно возрастает косвенное участие в образовательном процессе электронных средств массовой информации - в первую очередь, телевидения, а в последние годы - и общедоступных компьютерных сетей.

1.2 Электронная почта

В качестве самой популярной "несущей" технологии в дистанционном образовании сейчас используется обычная электронная почта, базирующаяся на протоколе TCP/IP . Обучающимся очень часто бывает удобно разделять момент времени получения и осмысления учебной информации и момент времени направления ответного сигнала, который может представлять собой дополнительные вопросы к "учителю", или ответы на контрольные вопросы и задачи, содержащиеся в полученном учебном материале.

В равной степени электронная почта хороша для поддержки и других базисных функций образовательного процесса. Привлекательность технологической схемы электронной почты, опирающаяся на её относительную доступность и дешевизну, по-видимому, сохранится для "заочников" на десятки лет.

В последнее время все больше внимания уделяется технологиям реального времени, в том числе, в первую очередь, технологии "всемирной паутины" -World Wide Web.

1.3 Технология World-Wide Web (WWW)

Технология Internet, названная Всемирная паутина (World-WideWeb, WWW или W3) является одним из популярных и интересных сервисов Интернет сегодня, а также удобным средством работы с информацией. Очень часто понятия WWW и Интернет даже считают тождественными.

Эта система основана на двух "китах" - Протокол Передачи Гипертекста - Hypertext Transport Protocol (HTTP), который служит для передачи сложных документов, и Язык Создания Гипертекста - Hypertext Markup Language (HTML), использующий гипертекстовые связи для определения объектов внутри документов-файлов.- информационная система, которой весьма непросто дать корректное определение. Вот некоторые из эпитетов, которыми она может быть обозначена: гипертекстовая, распределенная, интегрирующая, глобальная. WWW работает по принципу клиент-сервер, точнее, клиент-серверы: существует множество серверов, которые по запросу клиента возвращают ему гипермедийный документ - документ, состоящий из частей с разнообразным представлением информации (текст, звук, графика, трехмерные объекты и т.д.), в котором каждый элемент может являться ссылкой на другой документ или его часть. Ссылки WWW указывают не только на документы, специфичные для самой WWW, но и на прочие сервисы и информационные ресурсы Интернет. Более того, большинство программ-клиентов WWW (browsers, навигаторы) не просто понимают такие ссылки, но и являются программами-клиентами соответствующих сервисов: ftp, gopher, сетевых новостей Usenet, электронной почты и т.д. Таким образом, программные средства WWW являются универсальными для различных сервисов Интернет, а сама информационная система WWW играет интегрирующую роль.- сервис прямого доступа, требующий полноценного подключения к Интернет, и более того, часто требующий быстрых линий связи, в случае, если документы, которые Вы читаете, содержат много графики или другой нетекстовой информации.

Технология Web, разработанная в 1989 г. в Женеве, в Лаборатории физики элементарных частиц Европейского центра ядерных исследований (CERN) Тимом Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee) и его коллегами-программистами, сначала была направлена на создание единой сети для научных сотрудников, занимающихся физикой высоких энергий. Однако вскоре эта технология нашла гораздо более широкое применение. Первые программы, демонстрирующие работу системы, были закончены в 1992 году и с тех пор WWW - наиболее динамичная и быстро развивающаяся часть Интернет.

Система WWW проста в использовании, что и предопределило ее успех. До появления World Wide Web Интернет была доступна только квалифицированным пользователям компьютера. Теперь же, не имеющие большого компьютерного опыта легко пользуются системой.

1.4 Поисковые системы и каталоги Интернет

В Интернет можно найти любую информацию из той, которая в ней имеется. Интернет - это гигантская библиотека. Как и во всякой библиотеке, здесь надо уметь пользоваться поисковым аппаратом. Как искать? Каталог информации и услуг, доступных в Интернет с помощью WWW, уже сегодня занял бы не один десяток томов печатного текста. Поэтому на первый план выходит проблема поиска нужной информации, которую помогают решить специализированные поисковые системы.

Пожалуй, самой полезной чертой Интернет является наличие в нем поисковых серверов. Это выделенные компьютеры, которые автоматически просматривают все ресурсы Интернет, которые могут найти, и индексируют их содержание. Затем имеется возможность передать такому серверу фразу или набор ключевых слов, описывающих интересующую тему, и сервер возвратит список ресурсов, соответствующих запросу.

Сегодняшние поисковые системы поддерживают индексы, включающие весьма значительную часть ресурсов Интернет. Таких серверов существует довольно-таки много, и вкупе они охватывают практически все доступные ресурсы. Если в Интернет есть информация, которая интересует обучающегося, то ее наверняка можно найти при помощи поисковых серверов. Это самое мощное средство нахождения ресурсов в сети. В каталогах Интернет хранятся тематически систематизированные коллекции ссылок на различные сетевые ресурсы, в первую очередь на документы World Wide Web. Ссылки в такие каталоги заносятся не автоматически, но их администраторами. Более того, занимающиеся этим люди стараются сделать свои коллекции наиболее полными, включающими все доступные ресурсы на каждую тему. В результате пользователю не нужно самому собирать все ссылки по интересующему его вопросу, но достаточно найти этот вопрос в каталоге - работа по поиску и систематизации ссылок уже сделана за него.

Глобальная сеть Интернет позволяет поддерживать такой важный режим связи, как телеконференции. Под компьютерной телеконференцией понимается специальным образом организованная область памяти на компьютере, поддерживающем работу телекоммуникационной системы. Все абоненты, имеющие доступ к этой области памяти (к телеконференции), имеют возможность, как получить на свой компьютер весь текст, который уже находился к этому моменту в этой области памяти, так и добавить к нему свой текст. По мере добавления к телеконференции текстов и реплик, присылаемых ее участниками, общий текст становится все более похожим на стенограмму обычной конференции. Отсюда и название - телеконференция.

Существует много видов телеконференций, отличающихся способами взаимодействия ее участников с компьютером (пользовательским интерфейсом), а также способами организации рубрик телеконференции. Различия определяются тем программным обеспечением, которое использует телекоммуникационная система для реализации режима телеконференций.

Однако, несмотря на различие телеконференций, всем им присуща одинаковая структура. Конференция начинается некоторым текстом, задающим ее тему. Далее каждый из участников имеет возможность добавить к этому тексту свою реплику. Все реплики располагаются последовательно по мере поступления и доступны вместе с исходным текстом всем участникам телеконференции. При последующих обращениях можно получать либо весь текст, либо только новые фрагменты текста. Каждый участник телеконференции имеет возможность работать в удобное для него время.

Участники телеконференции могут быть разбиты на группы для разработки отдельных тем, их доступ к отдельным темам может быть ограничен. Преподаватель может задавать наводящие вопросы, ставить новые проблемы, обращаться к отдельным участникам индивидуально. В общем, телеконференция предоставляют широкие возможности для организации учебного процесса. Однако каковы бы ни были задания или смысл всей телеконференции, это коллективная деятельность особого рода. Участники этой деятельности не видят друг друга, возможно незнакомыми никогда не познакомятся лично. Их работа в телеконференции растянута во времени, и происходит, как правило, на фоне основной деятельности, возможно не имеющей отношения к изучаемому материалу. Как бы то ни было, поведение участников телеконференций оказывается подверженным некоторым закономерностям, зная которые можно эффективно влиять на успешность самой телеконференции и, как следствие, успешность изучения того учебного материала, усвоению которого телеконференция посвящена.

Кроме того, конференции могут подразделяться: по способам доступа; по способам участия; по способам достижения цели. Что и показано в нижеследующей схеме.

Схема 2 - Способы конференций

1.6 Электронные библиотеки

Формы использования сетевых технологий в образовании могут быть различными. В принципе, хранение документов в электронном виде на носителе, доступном из сети, и в формате, интерпретируемом любым достаточно распространённым пользовательским программным пакетом, уже является образовательной сетевой технологией. Речь идёт о так называемых электронных библиотеках. Это могут быть и доступные только по ftp файловые хранилища, в которых документы рассортированы по каталогам в соответствии с тематикой, хронологией или форматом, а каждый каталог снабжен файлом описаний (file_id.diz, descript.ion, files.bbs, read.me и т.п.). Сетевые библиотеки с подобным устройством, хотя и продолжают сегодня существовать, но, безусловно, не являются массовыми, по крайней мере - самыми массовыми. Да и назвать такое файлохранилище библиотекой было бы не совсем верно - это больше похоже на домашнюю книжную полку.

В эпоху гипертекста и организованных баз данных для интерфейса сетевой библиотеки более характерно наличие гипертекстовой главной, титульной страницы и доступного с неё электронного каталога на базе какой-либо достаточно мощной СУБД (среды управления базами банных; чаще всего сегодня это MySQL) с возможностью поиска документа (записи) по различным ключам (автор, заглавие, тематика, контекст бибзаписи, любое встречающееся слово и т.д.) и сортировки по различным признакам.

Определение собственно ключей и признаков сортировки, т.е. классификация единиц хранения - очень важная часть организации сетевой библиотеки. Большая часть ныне существующих русскоязычных сетевых библиотек создавалась любителями, и классификация хранимых текстов в них оставляет желать много лучшего

Можно сказать, что российское интернет-библиотечное дело находится в зачаточном состоянии, что не удивляет: русскому сегменту сети Интернет недавно исполнилось всего десять лет.

Использование же российскими пользователями зарубежных сетевых хранилищ информации часто бывает затруднено недостаточным знанием английского языка, и отсутствием на многих российских рабочих станциях программ, способных интерпретировать форматы postscript и TeX/LaTeX.

Глава 2. Собственно образовательные сетевые технологии и ресурсы

.1 Желательные компоненты системы сетевого образования

Сами по себе хранилища информации, пусть и оснащённые достаточно удобным интерфейсом и общедоступные, можно считать образовательными порталами лишь с определенной натяжкой. Для того, чтобы информация служила образованию, желательны, кроме неё самой, ещё несколько элементов таких, как программа и методики усвоения информации; наставник; система проверки усвоенных знаний; способ удостоверения полученной в процессе образования квалификации. Схема иллюстрирует данные положения.

Схема 3 - Компоненты системы сетевого образования

электронный библиотека образование

2.2 Образовательные порталы и дистанционное образование

Для образования, получаемого по сети, в речь сегодня введён новый термин - дистанционное. От традиционного заочного дистанционное образование отличается тем, что получающий его, как правило, не имеет полноценного вербального и визуального контакта с преподавателем (преподавателями) даже эпизодически. Он не выезжает на установочные и экзаменационные сессии, не присутствует лично на лекциях и экзаменационных испытаниях. Обучение сводится к получению обучающимся по сети программы, методик, заданий и специальных текстов, ответу (по сети же) на контрольные вопросы и тесты и выполнению и отсылке в адрес учреждения дистанционного образования какой-то итоговой работы.

Реальный контроль за работой обучаемого фактически сведён к нулю, а потому не удивительно, что престиж дистанционного образования на сегодняшний день очень низок - даже в сравнении с престижем заочного. Безусловно, то же следует сказать и о его качестве.

Так или иначе, основным дистанционное образование на сегодняшний день быть не может. По крайней мере - в России, где эпоха сверхузких специалистов наступит, вероятно, ещё не скоро - в силу специфики национально-исторической ситуации.

Это связано с сегодняшним уровнем развития технологии. Вероятно, когда скорость обмена данными и качество представления этих данных на пользовательском терминале возрастут настолько, что смогут создавать хотя бы минимальный эффект присутствия, качество и, соответственно, престиж дистантного образования приблизятся к качеству и престижу очного, т.к. можно будет проводить вполне полноценные удалённые лекции, конференции, экзамены.

В какой-то степени это возможно и сегодня - при помощи webcam и программ типа NetMeeting, однако web-камеры пока являются слишком дорогим оборудованием для того, чтобы присутствовать на рабочих станциях достаточного количества обучаемых, а скорость подключения большинства рядовых рабочих станций к сети столь низка при, одновременно, весьма высокой оплате этого подключения, что и нормально и безболезненно для бюджета принять обучающемуся качественный видео-аудиопоток часто представляется мало возможным. Отсюда - простой (и фактически анонимный) обмен текстами и "птичками" при ответе на тесты.

Заключение

Научный подход к решению проблем информатизации образования ставит ближайшей целью задачу овладения обучающимися комплексом знаний, навыков, умений, выработки таких качеств личности, которые смогли бы обеспечить успешное выполнение задач профессиональной деятельности и комфортное существование в условиях информационного общества.

Технологическая направленность образования заключается в следующих направлениях его реализации:

внедрение средств НИТ в образовательный процесс;

повышение уровня компьютерной (информационной) подготовки участников образовательного процесса;

системная интеграция информационных технологий в образовании, поддерживающих процессы обучения;

построение и развитие единого образовательного информационного пространства.

Научные исследования, проведенные в Российском научно-исследовательском институте системной интеграции (Рос НИИ СИ) Министерства образования РФ, позволили выделить ряд актуальных информационных и телекоммуникационных технологий в средней и высшей школе России, среди них: 1. Электронный учебник; 2. Система мультимедиа; 3. Экспертная система; 4. Система автоматизированного проектирования; 5. Электронный библиотечный каталог; 6. Базы данных; 7. Локальные и распределенные (глобальные) вычислительные системы; 8. Электронная почта; 9. Голосовая электронная почта; 10. Электронная доска объявлений; 11. Система телеконференций; 12. Настольная электронная типография.

Доступность достигается за счет возможности получать образование различными слоями населения; в различных географических регионах; на различных технических платформах; на различных языках; в различных учебных заведениях.

Не вызывает сомнений, что всестороннее и полноценное использование преимуществ сетевого обучения позволит поднять образование на качественно новый, отвечающий постоянно растущим потребностям «информационного» общества уровень.

Список использованной литературы

1.Федеральный закон Российской Федерации от 29.12.2012 г. №217-ФЗ «Об образовании».

.Приказ Минобрнауки России от 6 мая 2005 г. № 137 «Об использовании дистанционных образовательных технологий».