C Т А Н Ц І Я Ю Н И Х Т Е Х Н І К І В № 3

CТАНЦІЯ ЮНИХ ТЕХНІКІВ №3
ХАРКІВСЬКОЇ МІСЬКОЇ РАДИ
ПЛАН
проведення відкритого заняття гуртка
«Основи інформаційних технологій»
Тема:
«Обтиснення кабелю
типу «Вита пара»
Дата проведення: 14.12.2013
Час проведення: 9.00 - 12.00
Місце проведення: СЮТ № 3
Група № 1, І року навчання
основного рівня
Керівник гуртка: Галаган Віталій Олександрович
Харків 2013
2
Тема занятия: «Обжатие кабеля типа «Витая пара»
Раздел программы «Компьютерные сети»
Тип занятия: комбинированное.
Формы работы на занятии: устная, письменная, индивидуальная.
Цели занятия:
 обучающая – научить правилам обжатия кабеля типа «Витая пара»;
 развивающая – развивать знания, полученные на предыдущих занятиях;
 воспитательная – воспитывать бережное отношению к технике, выработке
самоконтроля.
Межпредметные связи: специальная терминология, программное обеспечение,
информатика.
Оборудование и дидактический материал: ПЭВМ, отрезок кабеля типа витая
пара, разъем RJ-45, обжимные клещи, нож для снятия оплетки.
Литература, использованная при подготовке занятия:
1) Дидактические материалы по информатике. М.: Образование и Информатика,
2003 г.
2) Угринович Н., Босова Л., Михайлова Н.: Практикум по информатике и
информационным технологиям. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2002 г.
План занятия:
1. Организационный момент – 5 мин.
2. Объяснение нового материала – 40 мин.
3. Перерыв – 5 мин.
4. Практическая работа «Обжатие витой пары» (работа в парах) – 40 мин.
5. Подведение итогов занятия – 5 мин.
Актуальность темы:
С развитием новых информационных и коммуникационных технологий все
больше людей испытывает потребность в умении пользоваться возможностями
сети Интернет в своей профессиональной деятельности и получать доступ к ее
информационным ресурсам.
Сегодня уже почти не осталось сфер человеческой деятельности, не
затронутых сетью Интернет. Популярность сети постоянно растет в связи с
увеличением ее информационной емкости, появлением новых служб и сервисов.
Этим и обусловлена актуальность этого сегодняшнего занятия.
ХОД ЗАНЯТИЯ:
I. Объяснение нового материала – 40 мин.
а) Проверка учащихся и их готовности к занятию;
б) Сообщение темы и цели занятия.
II. Повторение пройденного материала – 30 мин.
Учащиеся отвечают на поставленные вопросы:
1. Что называется компьютерной сетью? Компьютерная сеть — это система
обмена информацией между компьютерами.
2. Что такое протокол коммуникации? Протокол коммуникации — это
согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными
3
устройствами передачи данных. Имеются протоколы для скорости передачи,
форматов данных, контроля ошибок и др.
3. Для чего необходимы протоколы коммуникации? Для преодоления
несовместимости интерфейсов отдельных компьютеров вырабатываются
специальные стандарты, называемые протоколами коммуникации.
4. Что называется сервером? Сервер – это высокопроизводительный компьютер с
большим объемом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других
компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов
совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования).
5. По каким группам признаков можно разделить многообразие компьютерных
сетей? Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по
группе признаков:
 Территориальная распространенность;
 Ведомственная принадлежность;
 Скорость передачи информации;
 Тип среды передачи.
6. Что называется топологией компьютерной сети? Способ соединения
компьютеров в сеть называется ее топологией.
7. Какой вид топологии изображен на рисунке (рис.1)? Назовите недостатки данной
топологии
Рис. 1
Топология «Общая шина». Самый серьезный недостаток общей шины
заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из
многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком
общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком
способе подключения только один компьютер может передавать данные по сети,
поэтому пропускная способность канала связи здесь всегда делится между всеми
узлами сети.
8. Назовите преимущества топологии звезда. Повреждение кабеля является
проблемой для одного конкретного компьютера и в целом не сказывается на
работе сети.
4
9. Что называется терминатором? Специальное устройство, необходимое для
исключения затухания электрического информационного сигнала вследствие
переотражений в линии связи сети.
10. Назовите недостатки топологии кольцо. 1) Время передачи данных
увеличивается пропорционально числу соединенных в кольцо компьютеров;
2) Каждая рабочая станция причастна к передаче данных. Выход из строя одной
станции может парализовать всю сеть.
11. Что такое домен? Группа компьютеров с одним центром учета и политикой
управления.
12. Что называется архитектурой сети? Какие вы знаете архитектуры сетей?
Архитектура сети — это реализованная структура сети передачи данных,
определяющая ее топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в
сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования
информации, ее адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля
ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении
характеристик. Ethrrnet, TokenRing, FDDI, ATM
13. На какой топологии сети основана архитектура TokenRing? Кольцо.
14. Какие архитектуры сетей используют в качестве среды передачи данных
оптоволоконный кабель? FDDI, ATM
15. Какие вы знаете типы адресов компьютеров? Символьный, числовой составной,
аппаратный.
16. Какие адреса применяются при межсетевой передачи данных? Числовой
составной.
17. Какие типы кабелей используются для организации компьютерных сетей?
Коаксиальный, витая пара, оптоволоконный.
18. В какой архитектуре сети используется кабель типа витая пара? Ethrrnet
III. Объяснение нового материала и его конспектирование – 18 мин.
Руководитель кружка объясняет новый материал, используя презентацию и
наглядные материалы
Кружковцы просматривают презентации. Составляют краткий конспект.
Отвечают на вопросы в конце занятия.
Какие способы обжатия витой пары вы знаете?
Для соединения каких устройств используется кросс-провод?
На каком из рисунков витая пара обжата неправильно. Объясните почему?
(варианты рисунков демонстрируются на экране).
Какой вид обжатия витой пары представлен на рисунке? (рисунок демонстрируется
на экране).
В чем отличие прямого и кросс-провода?
IV. Закрепление нового материала (устный опрос) – 5 мин.
Обсуждение ответов на поставленные ранее вопросы.
V. Подведение итогов занятия. Рефлексия – 5 мин.
Анализ занятия:
- оценка самостоятельной работы;
- анализ ответов учащихся;
- проверка правильности выполнения практического задания.
5
Итак, позади не одна неделя упорного труда. Посмотрим, как вы справились с
поставленной задачей.
(замечания учащимся и оценка работы учащихся)
И, напоследок, попрошу оценить наше с вами занятие.
Понравился ли тебе урок?
Оцени работу учителя по Оцени свою работу по
Отметь «мордашку»
10 бальной шкале
10 бальной шкале
Благодарю всех за активную работу.
VI. Домашнее задание: сделать проект сети своего дома (квартиры).
6
Приложение
Сеть. Основные понятия
Сеть - это группа компьютеров, соединенных друг с другом каналом связи.
Канал обеспечивает обмен данными внутри сети (то есть обмен данными между
компьютерами данной группы). Сеть может состоять из двух-трех компьютеров, а
может объединять несколько тысяч ПК. Физически обмен данными между
компьютерами может осуществляться по специальному кабелю, телефонной
линии, волоконно-оптическому кабелю или по радиоканалу.
Компьютеры в сети можно соединять:
непосредственно друг с другом (так называемое двухточечное соединение);
через промежуточные узлы связи.
Компьютеры, подключенные к сети, могут выполнять две функции: они могут
быть рабочими станциями или серверами.
Рабочая станция - это любой рабочий компьютер в сети, не являющийся
сервером, как правило, за ними работают пользователи. Требования к рабочим
станциям определяются кругом задач станции. Обычно главными требованиями
являются требования к быстродействию и к объему оперативной памяти.
Серверы - это компьютеры, которые управляют всей сетью и накапливают у
себя все данные рабочих станций. Серверы могут работать в автоматическом
режиме - они стоят без клавиатуры и иногда даже без монитора, но в любом случае
серверы осуществляют функции управления сетью и концентрации данных.
Администратор сети - лицо, в обязанности которого входят все вопросы, связанные
с установкой и эксплуатацией сети, а также решение всех проблем, связанных с
правами и возможностями пользователей сети.
Обычно в качестве сервера выбирается самый большой и мощный компьютер
в сети. Однако развитие компьютерной техники явно ведет к уменьшению
внутренних компонентов - компьютер становится быстрее и экономичнее. Поэтому
за короткий срок сервер может устареть быстрее, чем обычные компьютеры, к
которым не предъявляются такие высокие требования.
Принято различать локальные и глобальные сети. В сущности, главная
разница между ними понятна уже по названиям, но есть и некоторые
существенные технологические отличия.
Локальные сети
Локальные сети (от английского local - местный) - это сети, состоящие из
близко расположенных компьютеров, чаще всего находящихся в одной комнате, в
одном здании или в близко расположенных зданиях. Локальные компьютерные
сети, охватывающие некое предприятие или фирму и объединяющие разнородные
вычислительные ресурсы в единой среде, называют корпоративными (от
английского corporate - корпоративный, общий). Примеры: банковская сеть, сеть
учебного заведения.
Важнейшей характеристикой локальных сетей является скорость передачи
данных, поэтому компьютеры соединяются с помощью высокоскоростных
адаптеров со скоростью передачи данных не менее 10 Мбит/с. В локальных сетях
применяются высокоскоростные цифровые линии связи. Кроме того, локальные
сети должны легко адаптироваться, обладать гибкостью: пользователи должны
7
иметь возможность располагать компьютеры, подключенные к сети там, где
понадобится, добавлять или перемещать компьютеры или другие устройства, а
также по необходимости отключать их без прерываний в работе сети.
Объединение компьютеров в единую сеть предоставляет пользователям сети
новые возможности, несравнимые с возможностями отдельных компьютеров. Сеть
- это не сложение, а умножение возможностей отдельных компьютеров. Локальная
сеть позволяет организовать передачу файлов из одного компьютера в другой или
другие, совместно использовать вычислительные и аппаратные ресурсы,
совмещать распределенную обработку данных на нескольких компьютерах с
централизованным хранением информации и многое другое. С помощью
компьютерной локальной сети осуществляется коллективное использование
технических ресурсов, что благотворно воздействует на психологию и поведение
пользователя не только в сети, но и в реальной жизни.
Топология локальных сетей.
Топология - это конфигурация сети, способ соединения элементов сети (то
есть компьютеров) друг с другом. Чаще всего встречаются три способа
объединения компьютеров в локальную сеть: «звезда», «общая шина» и «кольцо».
Соединение типа «звезда». Каждый компьютер через специальный сетевой
адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При
необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией "звезда",
при этом конфигурация сети получается разветвленной.
Достоинства: При соединении типа «звезда» легко искать неисправность в
сети.
Недостатки: Соединение не всегда надежно, поскольку выход из строя
центрального узла может привести к остановке сети.
Соединение «общая шина». Все компьютеры сети подключаются к одному
кабелю; этот кабель используется совместно всеми рабочими станциями по
очереди. При таком типе соединения все сообщения, посылаемые каждым
отдельным компьютером, принимаются всеми остальными компьютерами в сети.
8
Достоинства: в топологии «общая шина» выход из строя отдельных
компьютеров не приводит всю сеть к остановке.
Недостатки: несколько труднее найти неисправность в кабеле и при обрыве
кабеля (единого для всей сети) нарушается работа всей сети.
Соединение типа «кольцо». Данные передаются от одного компьютера к
другому. При этом если один компьютер получает данные, предназначенные для
другого компьютера, то он передает их дальше (по кольцу).
Достоинства: балансировка нагрузки, возможность и удобство прокладки
кабеля.
Недостатки: физические ограничения на общую протяженность сети.
От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения.
Топологию выбирают, исходя из потребностей предприятия. Если предприятие
занимает многоэтажное здание, то в нем может быть применена схема «снежинка»,
в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один
центральный сервер для всего предприятия.
9
Сетевой протокол. Пакетный протокол
Работой компьютеров в локальной сети управляют программы. Для того
чтобы все компьютеры могли понимать друг друга, отправлять друг другу запросы
и получать ответы, они должны общаться на одном языке. Такой язык общения
компьютеров называется сетевым протоколом. Другими словами, сетевой протокол
– это правила взаимодействия компьютеров в сети.
В последнее время широкое применение нашли так называемые пакетные
протоколы. При использовании протоколов этого типа данные, которыми
обмениваются компьютеры, режутся на небольшие блоки. Каждый блок как бы
вкладывается в «конверт» (инкапсулируется), в результате чего образуется пакет.
Пакет содержит как сами данные, так и служебную информацию: от кого
отправлен, кому предназначен, какой пакет должен следовать за ним и прочее.
Пакетный протокол обеспечивает циркуляцию пакетов в сети, а также получение
их адресатом и сборку. Каждая рабочая станция периодически подключается к сети
(по прерываниям) и проверяет проходящие пакеты. Те, что адресованы ей, она
забирает, а прочие пересылает дальше.
10
Операционные системы Windows поддерживают несколько различных
сетевых протоколов. В зависимости от того, какое оборудование использовано при
создании локальной сети, можно использовать тот или иной протокол обмена
данными. Протокол выбирают с помощью значка Сеть в окне Панель управления
(Пуск, Настройка, Панель управления, Сеть, Добавить).
Методы доступа
Наиболее известны и распространены три конкретные реализации методов
доступа: Ethernet, Arcnet и TokenRing.
Ethernet
Этот метод был разработан фирмой Xerox в 1975 году и до сих пор наиболее
популярен. Метод доступа Ethernet обеспечивает высокую скорость и высокую
надежность передачи данных.
Для метода доступа Ethernet используется топология «общая шина», поэтому
все сообщения, посылаемые каждым отдельным компьютером, принимаются всеми
остальными компьютерами в сети, подключенными к «общей шине». Однако в
целенаправленном, предназначенном для конкретной станции сообщении
обязательно указан адрес станции назначения и адрес отправителя, поэтому
принимает его только станция назначения, а остальные не обращают на него
внимания.
Перед началом передачи станция определяет, свободен ли канал связи, и если
свободен - начинает передачу. Однако возможна одновременная передача
сообщений двумя и более станциями. В этом случае станции на короткое время
задерживают передачу, а затем возобновляют. Практически быстродействие сети
уменьшается только при одновременной работе 80 - 100 станций.
Arcnet
Метод доступа Arcnet принадлежит фирме DatapointCorp. и тоже широко
распространен: оборудование Arcnet заметно дешевле, чем оборудование Ethernet
или TokenRing.
Arcnet применяется в локальных сетях с топологией «звезда». Один из
компьютеров создает сообщение специального вида (так называемый маркер),
которое передается от одного компьютера к другому последовательно. При
передаче обычного информационного сообщения от одной станции к другой
очередная станция дожидается маркера и дополняет его этим сообщением, а также
адресами отправителя и назначения. Когда отправленный пакет достигает станции
назначения, информационное сообщение отделяется от маркера и передается
станции.
TokenRing
Этот метод доступа разработан фирмой IBM и предполагает топологию сети
«кольцо».
Метод TokenRing во многом напоминает предыдущий метод Arcnet: он
использует сообщение-маркер, передаваемое от одной станции к другой; однако
здесь есть возможность разным рабочим станциям назначать различные
приоритеты.
Аппаратные ресурсы сети
11
Аппаратные ресурсы сети - это дополнительное оборудование, которое можно
подключать к сети и разделять между пользователями. Аппаратные ресурсы
расширяют возможности сети.
Принтеры, сканеры, модемы и факс-модемы, CD-ROM - все это аппаратные
ресурсы сети.
Компьютерная сеть – набор связанных между собой автономных компьютеров
для совместного решения информационных, вычислительных и других задач.
Сервер—это компьютер, выполняющий в сети особые функции обслуживания
остальных компьютеров в сети.
Необходимость использования компьютерных сетей:
1) Продажа авиа и ж/д билетов;
2) Доступ к информации компьютерных баз и банков данных;
3) Обмен информацией между рабочим местом преподавателя и рабочими местами
учеников.
Использования компьютерных сетей:
1. В организациях:
1) Совместное использование ресурсов, кот предоставляют доступ к программам,
даны для любого пользователя, независимо от физ. расположения ресурса и
пользователя;
2) Обеспечение высокой надёжности за счёт использования альтернативных
источников информации;
3) Возможность экономии средств;
4) Возможность масштабируемости;
5) Возможность оперативной связи между удалёнными сотрудниками.
2. Частными лицами:
1) Доступ к удалённой информации;
2) Общение;
3) Интерактивные игры, видео, TV;
4) Электронный бизнес.
Типы серверов:
1)Сервер печати — присоединение принтера к сети через специализированный
узел обработки заданий на печать;
2) Сервер БД — совместно используемая БД;
3) Файл-сервер — хранилище данных;
4) Коммуникационный сервер — управляет доступом к удалённым ресурсам,
обеспечивает канал связи с глобальной вычислительной сетью;
5) Сервер приложений — выполняются специальные вычислительные задания
(обработка графики);
6) Веб-сервер — Обеспечивает доступ к веб-страницам.
В зависимости от среды передачи данных линии связи можно разделить на три
группы:
1) Проводные (воздушные) линии связи — это провода без изолирующих и
экранирующих оплёток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Они
проводят телефонные и телеграфные сигналы. Скоростные свойства и
12
помехозащищённость низкие. При отсутствии других каналов связи по ним
передаются и компьютерные данные;
2) Радиоканалы земной и спутниковой связи — образуются с помощью
передатчика и приёмника радиоволн. Может использоваться для организации сетей
в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там, где
использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно.
3) Кабельные — состоят из проводников, заключённых в несколько слоёв
изоляции. В компьютерных сетях используют три основных типа кабеля:
а) Витая пара (скрученные пары медных проводников);
б) Коаксиальный кабель;
в) Оптоволокно.
ВИТАЯ ПАРА
Витая пара (Twistedpair) имеет до 4-х изолированных проводников в одной
металлической оплётке или без неё. Каждая пара проводов для защиты от помех от
соседних пар проводов и внешних источников скручивается с различным шагом –
количеством витков на дюйм. Каждая пара состоит из провода (Ring) и провода
(Tip). Каждая пара в оболочке имеет свой номер. Таким образом каждый провод
можно идентифицировать как Ring1,Tip1, Ring2, Tip2.
Скорость передачи до 100мб/с. Кабель легко наращивается, однако отличается
слабой устойчивостью к помехам, например, электронные шумы, создаваемые
люминесцентными светильниками и движущимися лифтами.
Различают два типа данного кабеля:
1) Экранированная (защищенная) витая пара — STP. Защита может
осуществляться экранами двух типов:
- фольга;
- металлическая сетка.
Кабель, экранированный фольгой, тоньше, легче и дешевле, но менее
эффективный, его легче повредить. Металлическая сетка — более эффективный
экран, но она увеличивает вес, диаметр и стоимость кабеля.
2) Неэкранированная витая пара — UTP. Кабель UTP разделён на 5 категорий: чем
выше категория кабеля, тем более эффективно он может передавать данные.
Основное отличие категорий – кол-во витков каждой пары проводов.
КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ
Коаксиальный кабель состоит из двух проводников, окружённых изолирующими
слоями:
1) центральный провод;
2) изолятор центрального провода;
3) экранирующий проводник;
4) внешний изолятор и защитная оболочка.
Различают два вида коаксиальных проводов:
13
а) толстый коаксиальный кабель (~10мм в диаметре), который обеспечивает
хорошие механические и электрические характеристики. Однако с ним связана
трудность монтажа, так как он плохо гнётся;
б) тонкий коаксиальный кабель (~5мм в диаметре) обладает худшими, чем толстый
характеристиками, но удобен в монтаже, хотя часто ломается в местах разъёма.
ОПТОВОЛОКОННЫЙ КАБЕЛЬ
Оптоволоконный кабель – тонкие (от 5 до 15 микрон) волокна (стеклянные
провода), по которым распространяются сигналы в виде световых импульсов.
Волоконно-оптические кабели обеспечивает наивысшую скорость передачи;
они более надёжны, так как не подвержены потерям информации из-за
электромагнитных помех. Являются наиболее перспективным типом кабельного
соединения, так как имеют высокую скорость передачи (до 10 гигабит/с).
Недостатки оптоволокна в основном связаны со стоимостью его прокладки и
эксплуатации, которые намного выше, чем для медной среды передачи данных.
Оптоволоконный кабель состоит из сердечника, сделанного из стекла (кварца),
оболочки, окружающей сердечник, затем следует слой пластиковой прокладки и
волокна из кевлара для придания прочности. Вся эта структура помещена внутрь
тифлоновой или поливинилхлоридной «рубашки».
Существует два типа оптоволоконных кабелей:
1) одномодовое;
2) многомодовое.
Основное отличие между ними заключается в толщине сердечника и
оболочки. Одномодовый световод обычно имеет толщину порядка 8,3/125 мкр
(сердечник/оболочка), многомодовый – 62,5/125 мкр.
Световой луч, распространяющийся по тонкому сердечнику одномодового
кабеля, отражается от оболочки не так часто, как это происходит во многомодовом
кабеле. Сигнал, передаваемый одномодовым кабелем, генерируется лазером, и
представляет собой волну только одной длины, в то время как многомодовые
сигналы, генерируемые световодом, переносят волны различной длины. Эти
качества позволяют одномодовому кабелю функционировать с большей
пропускной способностью и преодолевать расстояния в 50 раз длиннее по
сравнению со многомодовым.
14
http://kom-seti.narod.ru/index.files/9.htm - теория
http://vssoh2.ucoz.ru/test/inf9/901SetiTest.htm - тест по теме
http://www.klyaksa.net/htm/exam/answers/a22.htm