Локальные компьютерные сети (11-й класс)

Метод обучения: объяснительно-иллюстративный.

Тип урока: комбинированный.

Формы учебной работы учащихся:

• фронтальная работа,
• работа в группах,
• индивидуальная работа.

Цели урока:

Дать представление о назначении и структуре локальных сетей, иметь представление о каналах связи, сетевом оборудовании, знать особенности построения локальных сетей.

Оборудование:

• доска,
• мультимедийная установка
• учебно-методический комплект:

1. Угринович Н. Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов. - М.: БИНОМ, 2007 , §12.
2. Угринович Н. Д., Босова л. Л., Михайлова Н. И. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. - М.: БИНОМ, 2007.
3. Угринович Н. Д. Компьютерный практикум. Электронный учебник на CD-ROM. - М.: БИНОМ, 2005. (Содержит свободно распространяемое программное обеспечение по всем темам курса, интерактивные тесты и др.).

Программное обеспечение:

1. Презентация по теме “Локальные компьютерные сети”, (Презентация)
2. Дидактические карточки с домашним заданием.

обучающий и развивающий модуль состоит из теоретического материала по разделам: Что такое ЛВС и зачем нужна, сетевое оборудование, топология сетей, сетевые операционные системы, принципы функционирования ЛВС: протоколы и адресация.

контролирующий модуль – это практическая работа.

обучающий и развивающий модули реализованы в Microsoft PowerPoint, контролирующий в MS Word.

В ходе урока по ходу объяснения материала учащиеся делают записи в конспектах.

Теоретическая часть урока построена на основе слайд-лекции из пакета обучающих программ по данной теме.

Практическая часть урока – лабораторная работа (работа групповая, парная и индивидуальная работа).

I. Оргмомент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объявление темы урока.

Вопрос: Объясните данную схему:

Определите источник и приемник информации, а также характер (односторонний, двусторонний) передачи информации в следующих ситуациях:

• школьник читает текст в учебнике;
• бабушка читает письмо;
• мальчик просыпается от звонка будильника;
• разговаривают две подруги;
• регулировщик управляет потоками машин и пешеходов;
• завуч вывешивает листочек с изменениями в расписании уроков.

IV. Теоретическая часть (объяснение нового материала).

Интерактивная лекция (проектор + экран) в диалоге с учащимися.

Записать тему урока (слайд 1).

Слайд 2. LAN. Понятие локально-вычислительная сеть (от анг. LAN – Lokal Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связаны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой локально-вычислительной сети.

Локально-вычислительная сеть (ЛВС, LAN) – это совокупность аппаратного и программного обеспечения, позволяющего объединить компьютеры в единую распределенную систему обработки и хранения информации.

Слайд 3. Аппаратное обеспечение – это “железо” – компьютеры, сетевые карты, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и проч., соединенные между собой кабелем или создана беспроводная сеть..

Слайд 4. Программное обеспечение – сетевые операционные системы, системные, прикладные программы.

Расстояние между компьютерами в ЛВС максимально не превышает нескольких километров, из-за затухания электрического сигнала. Технология виртуальных частных сетей (VPN – Virtual Private Network) позволяет через Internet объединить несколько ЛВС, разнесенные на огромные расстояния. Но это объединение сетей, а сами ЛВС действительно локальны - ограничены небольшой территорией.

Слайд 5. Какие задачи решает ЛВС:

• передача файлов.
• разделение (совместное использование) файлов данных и программ и координация совместной работы.
• разделение (совместное использование принтеров и другого оборудования.

Нет необходимости устанавливать принтер на каждое рабочее место – принтер может быть сетевым (факс, модем, т.д.). Т.о., экономятся средства на оборудование, ремонт, обслуживание.

• упорядочивание делопроизводства, контроль доступа к информации, защита информации.

Сеть также позволяет организовать единую политику безопасности, исключив человеческий фактор: определив права доступа к данным и контролируя все действия сотрудников. Существуют программы- шпионы, отслеживающие работу каждой сетевой станции, приложения, которые были запущенны, копии каких файлов и на какие носители сделаны. Административные установки прикладных программ позволяют с сервера удаленно инсталлировать программы. Т.е., чтобы установить MS Office на парк в 100 машин не нужно 100 раз садится за каждый компьютер, и каждый раз вставлять установочный диск

Слайд 6. Сетевая карта – это устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими компьютерами в сети. Т.е. чтобы организовать сеть нужно, чтобы в компьютере стояла сетевая карта.

Существует большое количество сетевых карт различных производителей, однако, по типу используемого протокола канального уровня, можно выделить следующие типы:

• сетевая карта Ethernet;
• Fast Ethernet;
• Gigabit Ethernet.

Способы (точнее, правила по которым передается информация) называются протоколами. Протоколы канального уровня – способы передачи информации “зашитые” в самих картах производителем.

• использование протокола Ethernet позволяет карте работать на скорости 10 Мбит/с,
• протокола Fast Ethernet – 100 Мбит/с,
• Gigabit Ethernet – 1000 Мбит/с.

Слайд 7. Беспроводные сетевые карты.

Данные передаются по радиоканалу на частоте 2.4 ГГц (наиболее распространенный стандарт). Для сетевых карт скорость составляет от 1 до 11 Мбит/с, а так же от 54 до 108 Мбит/с для нестандартных решений отдельных производителей. Скорость передачи данных, да и факт самой связи, будет очень сильно зависеть от расстояния между компьютерами, характера препятствий на пути сигнала, наличие других беспроводных устройств рядом, от мощности передатчиков.

Слайд 8. Кабельные линии связи.

Мы выяснили, что для создания ЛВС в компьютере должна присутствовать сетевая карта. Допустим, что решили связать сетевые станции кабелем, а не радиосигналом. И здесь может быть несколько вариантов:

• витая пара;
• коаксиальный кабель;
• оптоволоконный кабель.

Слайд 9. Витая пара. Это кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины. Скручивание проводников уменьшает электрические помехи извне при распространении сигналов по кабелю. В этих кабелях применяется защита – медная оплетка или алюминиевая фольга. Витой парой можно напрямую соединить только два компьютера. Поэтому в сетях, построенных на витой паре, каждый из компьютеров подключен к дополнительному устройству – концентратору (hub). Он и обеспечивает взаимодействие компьютеров в сети. Кабель витая пара сравнительно дешев и прост в прокладке. Обрезав кабель нужной длины, его не сложно обжать самостоятельно: наружная изоляция кабеля зачищается, проводники разводятся в определенном порядке, выравнивают длину всех проводов, вставляют в прозрачный разъем до упора, разъем помещается в гнездо для обжима, ручки сжимаются – при этом контакты разъема прорезают изоляцию проводников, разъем опресовывается.

Слайд 10. Коаксиальный кабель – это центральный провод, экранированный при помощи оплетки (наиболее распространена была маркировка RG-58). Кабели соединялись друг с другом и с сетевой платой с помощь Т-коннекторов, на обоих концах такой сети должны стоять “заглушки” – терминаторы. При повреждении участка кабеля (или плохом контакте в т-коннекторе или терминаторе) сеть полностью выходит из строя. Это снижает надежность, затрудняет диагностику – определение места возникновения неполадки. Считается уже устаревшей технологией.

Слайд 11. Оптоволоконный кабель.

Для передачи используется свет. Кабель обычно состоит из центральной очень тонкой стеклянной нити (световода), покрытой сплошной стеклянной оболочкой. Распространяясь по световоду, лучи света не выходят за его пределы, отражаясь от оболочки. Эти кабеля отличают отличные характеристики: защищенность от электромагнитных помех, механическая прочность, хорошая гибкость. Но… Один огромный недостаток: сложность соединения волокон между собой при наращивании, соединения с разъемами. Стоимость самих оптоволоконных кабелей ненамного превышает стоимость витой пары. Большая стоимость монтажных работ: трудоемкость операций, дороговизна монтажного оборудования. Используются такие сети для высокоскоростной магистрали крупной ЛВС, к которой через шлюзы подключаются “ветки” сетей на витой паре или коаксиальном кабеле.

Слайд 11, слайд 13. Топология сетей.

Топология - это конфигурация сети, схема расположения сетевых соединений и устройств. Например: древовидная, звезда, кольцо, общая шина, смешанная. Сети на коаксиальном кабеле будут использовать топологию “общая шина” (последовательное подключение – компьютер за компьютером). В сетях Ethernet на кабеле “витая пара” используется древовидная топология и звезда. В крупных ЛВС топология наверняка будет смешанной, а между компьютерами могут быть и более одной связи.

V. Лабораторная работа “Как обжимать витую пару?” (Слайд 14)

Оборудование: кабель “витая пара пятой категории”, 2 коннектора RJ-45, обжимной инструмент или кримпер.

Порядок действия:

1. Снимаем с кабеля изоляцию примерно на 2 см от края. Вы увидите 4 пары перекрученных цветных проводков. Их изоляцию трогать не надо.

2. Аккуратно расплетаем эти цветные проводки, разводим их и располагаем ровненько в такой последовательности, как показано на картинке ниже (слева – один конец кабеля, справа – другой конец). Эта схема называется кроссовер (crossover) и используется только для соединения ДВУХ компьютеров между собой.

<Рисунок 1>

 3. Обрезаем концы кабеля так, чтобы осталось немного более 1 сантиметра, и вставляем их в коннекторы. Порядок расположения проводков должен быть такой, как на рисунке ниже. Коннекторы при этом нужно поворачивать плоской частью к себе. Провода должны плотно войти в коннектор и упереться в его конец.

<Рисунок 2>

4. Теперь аккуратно берем коннектор с кабелем и вставляем его в больший по размеру разъем обжимного инструмента. Нежно, но с силой надавливаем на рукоять и … один конец витой пары обжат. То же самое проделываем с другим концом кабеля.

Теперь вы можете физически соединить компьютеры между собой. Вставьте один конец кабеля, а точнее находящийся на нем коннектор, в порт LAN первого компьютера так, чтобы раздался щелчок. Не давите сильно, нужно вставлять нежно и без особого нажима!

<Рисунок 3>

Работа в парах, учитель – консультант.

VI. Подведение итогов и выдача карточек с домашним заданием.

За урок может быть выставлено 5–7 оценок (за практическую работу).

Задание. Найти основные характеристики каналов связи и внести данные в предложенную таблицу.

VII. Домашнее задание: §12.2, Вопросы и задания, дополнительно – карточки.