Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети




Скачать 341.88 Kb.
НазваниеЛекция по компьютерным сетям компьютерные сети
страница1/4
Дата публикации31.07.2013
Размер341.88 Kb.
ТипЛекция
5-bal.ru > Информатика > Лекция
  1   2   3   4



Лекция по компьютерным сетям

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ



I.Основные понятия.

Компьютерная сеть – соединенные между собой компьютеры. Позволяет об­­­мениваться данными и совместно использовать общие ресурсы – документы, дан­ные, программы технические устройства (принтеры, вычислительные мощ­нос­ти процессоров и т.п.).

Локальная сеть соединяет компьютеры в одном помещении, здании или нес­ко­льких соседних зданиях. Охватывает не более нескольких де­сят­ков ком­пь­ю­­те­ров, расположенных на расстоянии от нескольких метров до 2 ки­лометров.

Корпоративная сеть соединяет компьютеры и ло­ка­ль­ные сети ор­­ганизации (ком­пании, министерства и т.п.), которые могут на­хо­дить­ся в раз­ных регионах и стра­нах. Региональная сеть соединяет компьютеры и локальные сети на тер­ри­то­­рии го­­­­рода, региона. Глобальная сеть соединяет компьютеры и ло­кальные се­ти на большой тер­ри­то­рии (разные страны и материки). Регио­наль­ные и гло­баль­­ные сети называют территориальными.

В мире несколько сотен глобальных сетей. Наиболее мощная – всемирная сеть Ин­тер­нет (Internet), основанная на оказавшейся очень эффективной тех­но­логии (про­то­ко­лах). Локальную или корпоративную сеть, работающую по той же технологии (что, в частности, обеспечивает удобное включение в Ин­тер­нет) на­зывают Интранет (Intranet, Интрасеть).

Лицо или орган управляющие работой сети (если они есть в данной сети) на­зы­вают системным администратором.
Локальные сети могут быть одноранговыми – все узлы (компьютеры) рав­но­прав­ны или (в большинстве случаев) с выделенным сервером. Функции сервера* (цен­трального компьютера) может выполнять спе­ци­аль­ный мощный или обыч­ный персональный компьютер (ПК). При этом остальные ком­пьютеры (чаще все­го обычные ПК) называют рабочими станциями или кли­ен­тами.

Топология (конфигурация) локальной сети – схема соединения ком­пь­ю­те­ров. Все варианты топологии основаны на трех базовых:

кольцо – компьютеры соединяются «по кругу»;

звезда (радиальная) – каждый компьютер соединен с центральным узлом;

шинная – все компьютеры подключены к линейной шине (магистрали, ли­нии пе­­­редачи).

Для соединения компьютеров в локальной сети могут использоваться:

  • витая пара (скрученная пара медных проводов)** – скорость передачи до 100 Мбит/с, рас­сто­яние до 1 км, обычно в пре­делах 100 м;

  • коаксиальный кабель (внутренняя медная жила, слой изоляции, внешний экран, оболочка, пример – телевизионная антенна) – скорость пере­да­чи до 500 Мбит/с, рас­сто­яние до 10 км;

  • волоконно-оптический (стекло-волоконный, оптоволоконный) кабель ( пе­ре­­дача света по цен­тральному стекловоду – волокну из кварцевого стекла тол­щиной в человеческий волос, окруженному стек­лян­ной оболоч­кой) – ско­рость передачи до 100 Гбит/с, рас­с­то­я­ние (без ретрансляции) более 50 км.

Используется также беспроводная связь электромагнитными волнами раз­лич­но­го ди­а­па­зо­на, включая спутниковую связь и инфракрасное излучение. В част­нос­ти, бес­про­водная локальная сеть стандарта Wi-Fi (Wireless Fidelity – бес­про­вод­ная точ­ность) обеспечивает скорость передачи до 11 Мбит/сек.
Для подключения компьютера к сети может использоваться:

  • сетевая плата (сетевая карта, сетевой адаптер), подключающая его к спе­циальной ка­бель­ной линии для передачи сигналов в цифровом дво­ич­ном ко­де (каждая карта имеет уникальнй 48-битовый ад­ре­с);

  • модем (модулятор–демодулятор), подключающая его к телефонной ли­нии. Здесь цифровые данные компьютеры преобразуются в непрерывные элек­трические импульсы (модулируются), передаются по телефонным ка­на­лам, а после приема снова преобразуются в цифровой двоичный код (де­­модулируются).


Для связи на дальнее расстояние (расширение сети) и соединения локальных се­­тей используется коммуникационное оборудование (отдельный компьютер с до­пол­ни­тельной аппаратурой или рабочая станция (сервер) с несколькими сетевыми платами):

  • повторитель (репитер*) усиливает сигнал для передачи его далее по се­ти;

  • концентратор (хаб**) объединяет несколько рабочих станций, под­клю­­чая их как единый сегмент к сети;

  • мост соединяет сегменты одной сети или сети с одинаковой технологией пе­редачи данных;

  • маршрутизатор (роутер***) соединяет сети разного типа, но с одинако­вым про­г­раммным обеспечением, определяя куда нужно направить дан­ные и луч­ший маршрут их передачи;

  • шлюз соединяет сети с разными технологиями пе­редачи данных;

Такое оборудование подразделяют на мультиплексоры (один выход, нес­ко­ль­ко входов), де­мул­ьтиплексоры (несколько выходов, один вход) и ком­му­та­то­­ры (нес­колько входов и вы­хо­дов).

Для защиты информации используются сетевые экраы (межсетевой экран, щит, бран­д­ма­у­эр, файрвол, FireWall****) – прог­рам­мы, специальные технические уст­рой­ст­ва или специально вы­­­де­лен­ный ком­­пь­ютер, которые «отгораживают» защища­е­мый компьютер или локальную сеть от внеш­­ней се­ти, пропуская в обе стороны толь­ко разрешенные данные и ко­ман­ды, а при за­труд­­­не­ниях об­ра­щающиеся за раз­решением к администратору сети.
Взаимодействие компьютеров в сети обеспечивается за счет соблюдения се­те­вых про­то­колов – правил представления и передачи данных, которые ре­а­ли­зу­ются ап­па­­ратно или программно. Передача данных состоит из ряда этапов (ур­ов­ней), на каж­­дом из которых используется свой протокол.

Эталонной является модель обмена информацией в открытой системе OSI (Open System Interchange) или модель взаимодействия открытых систем, пред­ло­­женная в 1984 г. и включающая 7 уровней про­то­колов:

  1. физический – непосредственная передача сигналов по линиям связи;

  2. канальный (уровень соединения) – формирование сиг­на­лов для передачи, обнаружение и ис­прав­ление ошибок, возникающих при физической пере­да­че (этот уровень может реализоваться мо­демом или сетевой картой);

  3. сетевой – определение маршрутов (маршрутизация) передачи пакетов, на ко­­торые разбиваются передаваемые данные (разные пакеты из одного со­об­ще­ния могут направляься по разным путям);

  4. транспортный – формирование адреса отправителя и получателя, разборка дан­ных на пакеты и сборка на компьютере–получателе с контролем доставки пакетов и устранением возникших при этом ошибок;

  5. сеансовый – открытие и закрыти сеанса связи с определением ее характера (од­­ностороняяя или двухстороняя, последовательная или параллельная передача в обе стороны);

  6. представительный – определение кодов и форматов передачи данных с соответствующим их преобразованием;

  7. прикладной – определение данных для передачи, формируемых прикладной программой (например, отправления по электронной почте).

На компьютере отправителя выполняются этапы с 7-го по 1–ый уровень, а на ком­пьютере получателя те же этапы в обратном порядке для восстановления со­об­­щения. На промежуточных ком­пьютерах могут выполняться с 1-го по 3-ий этап для дальнейшей отправки поступившего пакета (который является частью все­го сообщения).




II.Глобальная сеть Интернет.

Интернет – единая глобальная сеть, соединяющая между собой огромное ко­­личество сетей по всему миру (Inter Net можно перевести как «межсеть» или «сеть се­тей»). Возникла в 60-е годы в США в результате экспериментов по созданию жиз­неспособной сети, которую нельзя было бы вывести из строя, уничтожив один или несколько командных пунктов с центральными компьютерами.

Интернет – децентрализованная сеть, не имеющая собственника или органа уп­­равления (хотя в каждой входящей в нее сети есть собственник и системный ад­министратор), функционирующая и развивающаяся путем добровольного (в том числе коммерческого) сотрудничества различных организаций и поль­зо­ва­телей на основе общих соглашений и стандартов (протоколов). Заре­гис­три­ро­ван­ные и пронумерованные стандарты, протоколы, спецификации Интернета образуют систему элек­тронных документов RFC (Request For Comments – запрос для пояснений).
Организации обеспечивающие подключение к и предоставление услуг Ин­тер­нета – провайдеры (Internet Service Providers*) связаны высокоскоростными ма­ги­с­тральными каналами (кабельными, волоконно-оптическими, спут­ни­ко­вы­ми, радиорелейными). Отдельный компьютер или локальная сеть могут под­клю­чать­ся к провайдеру по выделенной линии (постоянное соединение) или по ком­му­тируемой линии (временное подключение через модем и обычную теле­фон­ную сеть). Первый способ более дорог, но обеспечивает более высокую ско­рость передачи.

Сигнал модема может передаваться (а)по обычному телефонному каналу – ком­му­тируемой линии, (б)по выделенной телефонной линии, (в)на базе техно­ло­гии ADSL (Asymmetric Di­gital Subscriber Line (Loop) – асимметричная цифровая або­нентская линия («пе­т­ля»)) по обыч­но­му те­лефонному каналу, не занимая его и позволяя неза­ви­си­­мо и одно­вре­мен­но вес­ти телефонные переговоры.

Скорость передачи данных через коммутируемую телефонную ли­нию – око­ло 30 Кбит/сек для аналоговых телефонных линий и 60–120 Кбит/сек для циф­ро­­вых. Для выделенных телефонных линий скорость передачи до 2 Мбит/сек, для волоконно-оптических и спутниковых линий связи – сотни Мбит/сек.
Работа Интернета основана на базовом протоколе TCP/IP**, внедренном в 1983 г. и состоящем из:

  • транспортного протокола TCP (Transmission Control Protocol – протокол уп­­рав­ления передачей), обеспечивающего «нарезку» данных на «ма­лень­кие» па­кеты (сегменты) перед отправкой и сборку после доставки;

  • сетевого протокола (протокол маршрутизации) IP (Internet Protocol – меж­сетевой протокол), обеспе­чи­­ва­ющего выбор маршрутов по раз­лич­ным узлам и сетям между от­пра­ви­­те­­лем и получателем (возможно, раз­лич­ных для разных пакетов из од­но­го со­­общения). Пакеты данных, под­го­­товленные по этому протоколу, называют дейта­грам­ма­ми IP (или IP-па­кетами). Они вклю­ча­ют сегменты, подготовленные по протоколу TCP, к которым до­бавлены адреса отправителя и полу­ча­теля.

На самом деле эти протоколы выполняют и другие задачи (например, протокол TCP фун­к­ции не только транспортного, но и сеансового уровня), не укладываясь полностью в разделение по уровням модели взаимодействия открытых систем, так как были разработаны до ее появ­ле­ния.
Каждая из информационных служб (информационных сервисов) Интернета ре­­шает свои задачи, используя свои прикладные протоколы, опирающиеся на ба­зовые протоколы TCP/IP. Наиболее известные из них:

  • «Всемирная паутина» WWW дает возможность перемещения в огромном ин­формационном пространстве документов, книг, новостей, фотографий, ри­сунков, учебных курсов, справочных материалов и т.д.; претендует на роль основного носителя «коллективной памяти» человечества. Она ис­поль­зует протокол http и подробнее рассмотрена далее.

  • Электронная почта E-Mail (Electronic mail***) позволяет обмениваться по сети «письмами», к ко­то­рым могут прилагаться дополнительные файлы. С ее помощью мож­но пе­ре­давать сообщения на сотовый телефон, факс, пейджер. Для от­прав­ки кор­респонденции используется протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – простой протокол передачи почты), для по­лучения ее из своего «почтового ящика» на почтовом серверепро­то­кол POP (Post Office Protocol – протокол почтового отделения). Про­токол IMAP (In­ternet Message Access Protocol – протокол доступа к сообщениям Ин­­тер­нета) позволяет хранить почту в своем почтовом ящи­ке на поч­то­вом сервере. Для вло­жения в письмо произвольных файлов при­меняется стан­­­дарт MIME (Mul­­tipurpose Internet Mail Extension – мно­го­целевое рас­ши­­рение почты Ин­тернета). Правила формирования адресов элек­трон­ной поч­ты рас­смат­ри­ваются далее.

Для работы с элек­тронной почтой используются почтовые программы Out­look Ex­press (вхо­дит в Microsoft Internet Explorer), Microsoft Outlook (вхо­дит в Mic­ro­soft Office), Netscape Messenger (вхо­дит в Netscape Com­mu­nicator), The Bat! и др.

  • Служба передачи файлов между удаленными компьютерами исполь­зу­ет­ся для передачи крупных файлов (ар­хи­вов, книг и т.п.) по протоколу FTP (Fi­le Transfer Protocol – протокол пе­ре­дачи файлов).

  • Служба телеконференций (новостей, новостных групп) UseNet News (News­groups) обес­пе­чи­вает про­­смотр материалов по выбранной тематике, при­­сылаемых на сер­­вер те­­ле­конференции са­ми­ми пользователями. Ис­поль­­­­зуются также списки рассылки, формируемые с учас­ти­ем адми­нис­т­ра­­тора (модератора) кон­фе­рен­ции и рассылаемые подпи­сав­шимся або­нен­­там.

До повсеместного распространения Интернета функции телеконференций во мно­гом выполняли электронные доски объявлений BBS (Bulletin Board System – сис­­тема электронных бюллетеней), наиболее известной системой которых яв­ля­ет­ся сеть Fi­doNet, подключение к ним осуществляется по малым компьютерным сетям с од­ним сервером с по­мощью модемов че­рез теле­фон­ные линии.

  • Служба интерактивного общения IRC (Internet Relay Chat – дословно, Ин­­­тернет–трансляция болтовни), которую часто называют чат-кон­фе­рен­циями или просто чатом, поддерживает коллективный разговор, участ­ни­ки которого набирают свои реплики на клавиатуре и видят сказанное дру­ги­ми на мониторе.

  • Система интернет-пейджинга ICQ (эти буквы звучат как английская фра­за «I seek you» – я ищу тебя, а на жаргоне русского Интернета эту систему на­зы­­вают «аськой») дает возможность обмениваться сообщениями и файлами в режиме реального времени. Эта система обеспечивает поиск сетевого ад­реса абонента (постоянного или временного), если он в данный момент под­ключен к сети, по его персональному идентификационному номеру UIN (Universal Internet Number), получаемому при регистрации на цент­раль­ном сервере данной службы.

  • Режим Telnet служит для удаленного управления (по протоколу Telnet) че­рез Интернет другими ком­пьютерами и установленными на них про­г­рам­мами, например, под­клю­ченнымми к аппаратуре для проведения эк­спе­риментов или вы­пол­ня­ю­щи­ми сложные математические расчеты.

Важными направлениями использования Интернета являются Интернет-те­ле­фония (IP-телефония) – передача телефонных разговоров и факсов по Интер­не­ту в ко­ди­ровке, соответствующей протоколу IP, трансляция по Интернету ра­дио- и те­ле­визионных передач, беспроводное подключение к Интернету с мо­биль­ных те­ле­фонов: непосредственно по протоколу WAP (Wireless Application Protocol – про­токол бес­про­водных приложений), или через компьютер по протоколу GPRS (General Packet Ra­­dio Ser­vi­ce).

Шифрование передаваемой по Интернету информации обеспечивается протоколом SSL (Se­cu­red Socket Layer).
III.Адресация в Интернете.

Каждый компьютер, подключенный к Интернет, получает уникальный (не­по­в­то­ряющийся) IP-адрес (то есть адрес, соответствующий протоколу IP). При по­с­­тоянном подключении этот адрес закреплен за ним, при временном – вы­де­ля­ется временный (динамический) адрес на сеанс*.

Физический IP-адрес представляет собой 32-битное (4-х байтное) двоичное чис­ло, которое принято записывать, переводя каждый байт в десятичное число, и разделяя их точками. Это число кодирует сеть, через которую компьютер вхо­дит в Интернет, и номер компьютера в сети. В зависимости от допустимого чис­ла компьютеров сети разделяются на три класса:

Класс


Адрес сети

Адрес ком­пьютера
в сети


Макс. число ком­пью­те­ров в сети

Первое число IP-адреса

A

0

7 бит

24 бита

224 – 2 = 16 777 214

0 – 126

B

1

0

14 бит

16 бит

216 – 2 = 65 534

128 – 191

C

1

1

0

21 бит

8 бит

28 – 1 = 254

192 – 223
  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconУроках информатики. Обобщающий урок по теме «Компьютерные сети. Интернет»
Время проведения: последний урок, отведенный на изучение темы «Компьютерные сети. Интернет» (ба­зовый курс)

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconКомпьютерные сети
Классификация информационно-вычислительных сетей (ивс). Локальные, городские и глобальные сети

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconЛекция-пресс-конференция лекция беседа лекция дискуссия лекция с...
«Северо-Осетинский государственный педагогический институт Министерства образования и науки республики Северная Осетия Алания»

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconКурсовая работа По дисциплине: «Компьютерные сети и информационная безопасность»

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconВ информатику
Как классифицируют компьютерные сети по степени географического распространения? 44

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconВ информатику
Как классифицируют компьютерные сети по степени географического распространения? 44

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconПлан-конспект урока информатики и икт 10 класс Тема: «Локальные компьютерные сети»
В ходе урока они узнают о топологии сетей, аппаратном и программном обеспечении проводных и беспроводных сетей. Научатся оценивать...

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconУрок по информатике по теме: "Компьютерные сети"
Оснащение урока: ibm pc, мультимедийный проектор, раздаточный материал, презентация

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconМарий Эл «Йошкар-Олинский техникум сервисных технологий»
«Локальные и глобальные компьютерные сети, сетевые технологии обработки информации»

Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети iconКалендарно тематическое планирование 9класс по программе Семакина. (68 часов) №
Компьютерные сети. Аппаратное и программное обеспечение работы компьютерных сетей


Учебный материал


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
5-bal.ru