Какие бывают компьютерные сети по размерам по территориальной распространенности

Какие бывают компьютерные сети по размерам по территориальной распространенности

Компьютерная сеть

Компьютерная сеть – это группа (два и более) компьютеров, соединённых каналами передачи данных.

· быстрый обмен данными между отдельными компьютерами сети

· совместное использование вычислительных ресурсов, принтеров, модемов, устройств внешней памяти и т. п.

· совместное использование программного обеспечения и баз данных

· совместную работу пользователей над некоторым заданием или проектом

· возможность удалённого управления компьютерами (диагностику, настройку и/или установку на них ПО и т.п.)

Сервер (от англ. server – обслуживающий) – компьютер, предоставляющий доступ к собственным ресурсам другим компьютерам и/или управляющий распределением ресурсов сети.

Клиент (рабочая станция) – компьютер, использующий ресурсы сервера.

Классификация сетей

Компьютерные сети могут быть классифицированы по разным основаниям:

• по территориальной распространённости

• по скорости передачи данных

• по типу среды (каналов) передачи данных и др.

По территориальной распространенности:

Локальные сети или LAN (англ. Local Area Network) – сети, состоящие из близко расположенных компьютеров в одном или нескольких зданиях.

Глобальные сети или WAN (англ. Wide Area Network) – сети, охватывающие большие территории и включающие большое число компьютеров.

По архитектуре:

Одноранговые сети.

Все компьютеры работают независимо друг от друга и имеют равные права.

Сохраняет работоспособность сети при любом количестве и сочетании её участников.

Сложно обслуживать: руководить доступом к ресурсам, защищать от вирусных атак, устанавливать и обновлять программное обеспечение и т. п.

Сети с выделенным сервером.

Один/несколько компьютеров являются серверами, а все остальные – клиентами.

На сервере проще организовать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами.

Неработоспособность сервера может привести к неработоспособности всей сети.

По скорости передачи данных:

Скорость передачи данных по сети – это количество бит данных, которые могут быть переданы за одну секунду.

Пропускная способность – это максимальная скорость передачи данных.

• Низкоскоростные сети (до 10 Мбит/с)

• Среднескоростные сети (до 100 Мбит/с)

• Высокоскоростные сети (свыше 100 Мбит/с)

По типу среды (каналов) передачи данных:

Проводные (кабельные) – средой передачи данных являются кабели.

Беспроводные – средой передачи являются радиоволны в определённом частотном диапазоне.

Сетевой протокол

Сетевой протокол – совокупность особых соглашений и технических процедур, которые регулируют порядок и способ осуществления связи между компьютерами, объединёнными в сеть.

Большинство современных компьютерных сетей осуществляет передачу данных на основе стека (набора) протоколов под названием TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей/межсетевой протокол).

Передача данных по сети

Данные разделяют на пакеты (части)

Все пакеты нумеруются

Каждый пакет дополняется IP -адресами получателя и отправителя, контрольным битом

В Интернете пакеты одного сообщения могут передаваться разными маршрутами

Пакеты принимаются из сети

Данные собираются в единое целое

Работа в локальной сети

Локальная сеть – сеть, состоящая их близко расположенных компьютеров, чаще всего находящихся в одной комнате, в одном или нескольких близко расположенных зданиях.

высокоскоростные адаптеры высокоскоростных линии связи

Открытость и Гибкость

возможность добавлять в сеть или перемещать/отключать компьютеры и другие устройства без прерываний в работе сети и т. д.

Топология сети

Топология – конфигурация сети, способ соединения её элементов друг с другом.

ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ (ОБЩАЯ ШИНА)

Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю, который используется всеми рабочими станциями по очереди. При таком соединении все сообщения, посылаемые каждым отдельным компьютером, принимаются всеми остальными компьютерами в сети.

Достоинства

Выход из строя отдельных компьютеров не влияет на работоспособность всей сети.

При обрыве кабеля (единого для всей сети) нарушается работа всей сети.

КОЛЬЦЕВАЯ ТОПОЛОГИЯ (КОЛЬЦО)

Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому. Если один компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, то он передаёт их дальше (по кольцу). Если компьютер распознает данные как свои, то копирует их себе во внутренний буфер.

Достоинства

Балансировка нагрузки, возможность и удобство прокладки кабеля.

Физические ограничения на общую протяженность сети.

РАДИАЛЬНАЯ ТОПОЛОГИЯ (ЗВЕЗДА)

Каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству.

Достоинства

Высокая стоимость оборудования и ограниченное количество узлов в сети.

ДРЕВОВИДНАЯ ТОПОЛОГИЯ (ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ЗВЕЗДА)

Образуется соединением между собой нескольких звездообразных топологий. В настоящее время самый распространённый способ построения как локальных, так и глобальных сетей.

Достоинства

Большая надежность, соответствие реальной структуре информационных потоков.

Необходимость в дополнительном сетевом оборудовании.

Как устроен Интернет

Глобальная сеть – сеть, предназначенная для объединения большого числа отдельных компьютеров и локальных сетей, расположенных на значительном удалении (сотни и тысячи километров) друг от друга.

Глобальные сети ориентированы на обслуживание неограниченного круга пользователей. Самый впечатляющий пример глобальной сети – Интернет.

Интернет – глобальная компьютерная сеть, в которой многочисленные научные, корпоративные, государственные и другие сети, а также персональные компьютеры отдельных пользователей соединены между собой каналами передачи данных.

Адрес компьютера в сети

Каждый компьютер в сети получает свой уникальный IP-адрес, который представляет собой 32-битный идентификатор:

В большинстве случаев используется более удобная запись IP-адреса в виде четырёх разделённых точками десятичных чисел – от 0 до 255.

Наряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действуют более удобные и понятные для пользователей символьные адреса – доменные имена.

Например: school-collection . edu.ru

Каждый компьютер, подключаемый к Интернету, получает IP-адрес, но при этом, он может не иметь доменного имени.

IP -адресация

Интернет является сетью сетей, система IP-адресации учитывает эту структуру. IP-адрес состоит из двух частей, одна из которых определяет адрес сети, а вторая – адрес самого узла в этой сети.

IP -адрес: 11100111.10001110.00010011.00011110

Деление адреса на части определяется маской – 32-битным числом, в двоичной записи которого сначала стоят единицы, а потом — нули.

Первая часть IP-адреса, соответствующая единичным битам маски, относится к адресу сети. Вторая часть IP-адреса, соответствующая нулевым битам маски, определяет числовой адрес узла в сети.

IP -адрес: 11100111.10001110.00010011.00011110

Адрес сети: 11100111.10001110.00000000.0000000

Адрес сети получается в результате применения поразрядной конъюнкции к IP-адресу узла и маске.

Система доменных имён DNS (Domain Name System) имеет древовидную структуру. Узлы этой структуры называются доменами.

Доме́н (от фр. dominion – область) – узел в дереве имён, вместе со всеми подчинёнными ему узлами, иначе говоря, это именованная ветвь или поддерево в дереве имён.

Домены 1-го уровня бывают административные и географические.

История появления и развития компьютерных сетей

1950-1960 годы

Компьютеры представляют собой громоздкие устройства, требующие длительного времени для обработки информации.

Создаются отдельные терминалы с собственными устройствами ввода-вывода, напрямую работающие с общим компьютером (мэйнфреймом). Терминалы, физически удалённые от мэйнфрейма, – первый прообраз компьютерной сети.

1960-1970 годы

Разрабатываются технические принципы компьютерной сети.

В 1969 г. появляется ARPANET ( Advanced Research Projects Agency NETwork ) – первая глобальная сеть невоенного назначения, объединяющая суперкомпьютеры нескольких научно-исследовательских центров США, использующая для передачи данных телефонные сети.

1970-1980 годы

Появляются большие интегральные схемы, первые мини-компьютеры, первые нестандартные, настраиваемые вручную локальные сети. Появляются первые сетевые стандарты. Начинает функционировать электронная почта. В 1974 году Роберт Кан и Винтон Серф в отчете о разработке набора сетевых протоколов впервые употребляют слово «Интернет».

1980-1990 годы

Создаются персональные компьютеры. Протокол TCP/IP становится обязательным, вводится система доменных имён DNS ( Domain Name System ). Появляется Интернет в виде, близком к современному. Появляются стандартные технологии локальных сетей. Начинается коммерческое использование Интернета.

1990-2000 годы

Появляются первые интернет-сайты. Интернет объединяет локальные сети и становится средством массовой коммуникации. Телетехнологии (телемосты, видеоконференции) встраиваются в глобальную сеть.

2000-2010 годы

Производится массовое подключение отдельных пользователей и локальных сетей к Интернету. Используются беспроводные сети, резко снижается стоимость передачи единицы информации. Доступ к сети Интернет и электронной почте встраивается в мобильные телефоны. Создаются и получают широкое распространение сетевые средства массовой информации, интернет-магазины, библиотеки, дистанционное образование, социальные сети.

Активно разворачиваются цифровые услуги населению, создаются облачные ресурсы и действующие на их основе мобильные сервисы, разворачивается глобальная сеть онлайн-обучения.

Компьюторные сети

«Компьютерные сети» является базо вым курсом (региональный вузовский компонент ) в системе непрерывной подготовки студентов филиала РГГУ в области применения компьютерной техники в профессиональной деятельности у правленцев и экономистов. Дисциплина реализуется кафедрой математических и естественнонаучных дисциплин филиала. Предмет курса — изучение способов передачи, кодирования и защиты информации с помощью аппаратного обеспечения и передающих сред коммуникацио нных сетей, а также технического и программного обеспечения персональных компьютеров. Программа курса «Компьютерные сети» также адаптирована в соответствии с учебным планом филиала для студентов 2 курса (3 семестр) специальности «Государственное и муниципа льное управление» очной формы обучения. Объем курса: 60 часов ( 20 часов – лекции, 40 часов – лабораторные занятия). Общая трудоемкость дисциплины – 120 часов. Для студентов 2 курса (4 семестр) специальности «Государственное и муниципальное управление» за очной формы обучения и студентов 1 курса (2 семестр) заочной формы обучения на базе высшего образования. Объем курса: 10 часов лабораторных работ. Общая трудоемкость дисциплины составляет 50 часов. Для студентов 2 курса (3 семестр) специальности «Государст венное и муниципальное управление» заочной сокращенной формы обучения». Объем курса: 14 часов (8 часов – лекции, 6 часов – лабораторные занятия). Общая трудоемкость дисциплины составляет 120 часов. Цель курса — познакомить студентов с базовыми элементами к омпьютерных сетей: основными понятиями, техническими средствами и сетевым программным обеспечением персональных компьютеров, основами проектирования и построения сетей, основами подготовки и передачи информации, современными сетевыми протоколами, основами маршрутизации и адресации в сетях, базовыми принципами защиты информации. Задачи курса: — выработать у студентов грамотное теоретическое представление о базовых элементах компьютерных сетей; — сформировать у студентов прочные навыки практического владения основами передачи информации. Особенностью курса является его теоретическая и практическая направленность. Используя современные сетевые технологии, студенты решают задачи, содержание которых связано с их будущей деятельностью в сфере экономики и управления. В результате изучения курса студент должен: – знать базовые понятия и теоретические основы проектирования и применения сетей, основы обеспечения информационной безопасности. – технически е средства компьютерных сетей, сетевое программное обеспечение современных персональных компьютеров, основы построения сетей, методы подготовки информации к передаче, протоколы информационного обмена, правила и методы установления сетевых соединений, базов ые сетевые службы; – уметь работать с современным сетевым программным обеспечением: клиентскими программами протокола передачи файлов, клиентскими программами удаленного администрирования, электронной почтой, вспомогательными программами сетевых служб; – в ладеть приемами и навыками передачи данных, а также техникой настройки сетевого программного обеспечения персональных компьютеров. Преподавание осуществляется в форме лекций и лабораторных занятий. Формы контроля: промежуточный контроль: прием лабораторн ых работ; итоговый контроль: выполнение контрольной работы; зачет в форме выполнения практических заданий на сетевом компьютере Основные разделы дисциплины: ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ В СЕТЯХ ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ ETHERNET СЕТЕВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПРОТОКОЛЫ СВЯЗИ ТЕРРИ ТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА ОСНОВЫ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ И СЕТЕВОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

По территориальной распространенности

• BAN (Body Area Network — нательная компьютерная сеть) — сеть надеваемых или имплантированых компьютерных устройств.
• PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.
• LAN (ЛВС, Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку — около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешён только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.
• CAN (Campus Area Network) — кампусная сеть, объединяет локальные сети близко расположенных зданий.
• MAN (Metropolitan Area Network) — городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.
• WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN — сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.
• Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

Глобальная компьютерная сеть (англ. Wide Area Network , WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

ГКС связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом у них в принципе не может быть гарантированно скорым.

В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт её существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И, хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.

По архитектуре

По типу сетевой топологии

По типу среды передачи

• Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель) (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне)

По функциональному назначению

По скорости передачи

• низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
• среднескоростные (до 100 Мбит/с),
• высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

По сетевым операционным системам

• На основе Windows
• На основе UNIX
• На основе NetWare
• На основе Cisco

По необходимости поддержания постоянного соединения

• Пакетная сеть, например, Фидонет и UUCP
• Онлайновая сеть, например, Интернет и GSM

Уровни

Передача данных

связь
PSTN
и коммутируемый доступ
• Ближнего радиуса действия

История появления и развития компьютерных сетей

Что появилось раньше – WAN или LAN?

Говоря о компьютерных сетях, сейчас есть две основных их разновидности. Под подключением WAN (Wide Area Network) подразумевают объединение удаленных физически друг от друга компьютеров, а также простой выход в Интернет, в то время как LAN – это закрытая сеть, объединяющая физически близкие компьютеры и способная быть полностью изолированной от каких-либо других соединений.

Однако, на ранних этапах развития компьютеров, нужды в LAN-сетях не было – их заменяли стандартные комплексы из мейнфреймов и терминалов, хотя удаленная передача данных была крайне важным и приоритетным направлением исследований.

Важную роль в развитии сетей сыграло появление персональных компьютеров, унификация их комплектующих и программного обеспечения. Так начали появляться первые сетевые протоколы – это произошло в 80-х годах. К концу века однозначным лидером среди них стал протокол Ethernet, способный обеспечивать скорость передачи данных в первом поколении своего развития со скоростью 10 Мбит/с, а на данный момент поддерживающий скорость передачи, превышающую 1 Гбит/с.

Краткая история развития компьютерных сетей

• 1950-1960 годы – первые попытки объединения мейнфрейма с терминалами.
• 1969 – появление APRANET и использование телефонных сетей для передчи данных.
• 1970-1974 – возникновение мини-компьютеров и создание вручную настраиваемых локальных сетей.
• 1974 появление первой стандартизованной сетевой архитектуры IBM SNA, а также стандартизация X.25
• 1980-1985 возникновение персональных компьютеров, появление Интернета в близком к современности виде. Использование стека TCP/IP на всех узлах. Возникновение стандартных технологий локальных сетевых протоколов Ethernet, FDDI, Token Ring.
• 1986-1987 – старт коммерческого использования Интернета.
• 1991 появление протокола Web и первых интернет-сайтов.
• 1995-2000 развитие Web и массовая популяризация компьютеров.
• 2000-2010 – использование беспроводных сетей, снижение стоимости передачи единицы информации сразу в несколько тысяч раз.

Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура.


Архитектура сети — это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик

Ethernet (англ. ether — эфир)

— широковещательная сеть. Это значит, что

все станции сети могут принимать все

сообщения. Топология — линейная или

звездообразная. Скорость передачи данных

10 или 100 Мбит/сек.

Arcnet (Attached Resource Computer

Network — компьютерная сеть соединённых

ресурсов) — широковещательная сеть.

Физическая топология — дерево. Скорость

передачи данных 2,5 Мбит/сек.

Token Ring (эстафетная

кольцевая сеть, сеть с передачей маркера)

— кольцевая сеть, в которой принцип

передачи данных основан на том, что

каждый узел кольца ожидает прибытия

некоторой короткой уникальной

последовательности битов — маркера — из

смежного предыдущего узла. Поступление

маркера указывает на то, что можно

передавать сообщение из данного узла

дальше по ходу потока. Скорость передачи

данных 4 или 16 Мбит/сек.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

— сетевая архитектура высокоскоростной

передачи данных по оптоволоконным линиям.

Скорость передачи — 100 Мбит/сек.

Топология — двойное кольцо или смешанная

(с включением звездообразных или

древовидных подсетей). Максимальное

количество станций в сети — 1000. Очень

высокая стоимость оборудования.

АТМ (Asynchronous Transfer Mode)

— перспективная, пока ещё очень дорогая

архитектура, обеспечивает передачу

цифровых данных, видеоинформации и

голоса по одним и тем же линиям. Скорость

передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи

На сегодняшний день в мире существует более 130 млн. компьютеров и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети — от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей. Компьютерные сети (англ, network) -это совокупность ПК, распределенных на некоторой территории и взаимосвязанных для совместного использования ресурсов (данных, программ и аппаратных компонентов).

Компьютерные сети передачи данных являются результатом информационной революции и в будущем смогут образовать основное средство коммуникации. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких, как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E-mail писем, электронных конференций и т.д.) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а также обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей, работающих под разным программным обеспечением.

Преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров, перечислены ниже.

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 предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.

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

Разделение ресурсов процессора, обеспечивающее 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 — одновременное использование централизованных прикладных программных средств, обычно заранее установленных на сервере приложения.

Практически все услуги сети построены на принципе клиент-сервер. Сервером в сети называется компьютер, способный предоставлять клиентам (по мере прихода от них запросов) некоторые сетевые услуги. Взаимодействие клиент-сервер строится обычно следующим образом. По приходу запросов от клиентов сервер запускает различные программы предоставления сетевых услуг. По мере выполнения запущенных программ сервер отвечает на запросы клиентов. Все программное обеспечение сети также можно поделить на клиентское и серверное. При этом программное обеспечение сервера занимается предоставлением сетевых услуг, а клиентское программное обеспечение обеспечивает передачу запросов серверу и получение ответов от него.

Виды компьютерных сетей

Существующие сети принято в настоящее время делить в первую очередь по территориальному признаку:

1. Локальные сети (LAN — Locate Area Network). Такая сеть охватывает небольшую территорию с расстоянием между отдельными компьютерами до 10 км. Обычно такая сеть действует в пределах одного учреждения.

2. Глобальные сети (WAN — Wide Area Network). Такая сеть охватывает, как правило, большие территории (территорию страны или нескольких стран). Компьютеры располагаются друг от друга на расстоянии десятков тысяч километров.

3. Региональные сети. Подобные сети существуют в пределах города, района. В настоящее время каждая такая сеть является частью некоторой глобальной сети и особой спецификой по отношению к глобальной сети не отличается.

Базовая модель Open System Interconnection

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

Так же, как люди, чтобы взаимодействовать, используют общий язык, так и для обеспечения взаимодействия компьютеров, объединенных в сеть, используются соответствующие средства. Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация Международной организацией по стандартизации (англ. ISO — International Standards Organization) в 1984 г. разработана базовая модель взаимодействия открытых систем OSI. Эта модель является международным стандартом для передачи данных. Как представлено на рис. 1, она содержит семь уровней:



Назначение каждого уровня модели взаимодействия открытых систем заключается в следующем.

На физическом уровне осуществляются соединения с физическим каналом, разрыв связи, управление каналом, а также определяется скорость передачи данных и топология сети.

На канальном уровне осуществляется обрамление передаваемых массивов информации вспомогательными символами и контроль передаваемых данных. В ЛВС передаваемая информация разбивается на несколько пакетов или кадров. Каждый пакет содержит адреса источника и места назначения, а также средства обнаружения ошибок.

Сетевой уровень определяет маршрут передачи информации между сетями, отдельными компьютерами, обеспечивает обработку ошибок, а также управление потоками данных. Основная задача сетевого уровня — маршрутизация данных (передача данных между сетями). Специальные устройства — маршрутизаторы (Router) определяют для какой сети предназначено то или другое сообщение, и направляют эту посылку в заданную сеть. Для определения абонента внутри сети используется адрес узла. Для определения пути передачи данных между сетями на маршрутизаторах строятся таблицы маршрутов, содержащие последовательность передачи данных через маршрутизаторы. Каждый маршрут содержит адрес конечной сети, адрес следующего маршрутизатора и стоимость передачи данных по этому маршруту. При оценке стоимости могут учитываться количество промежуточных маршрутизаторов; время, необходимое на передачу данных; просто денежная стоимость передачи данных по линии связи. Для построения таблиц маршрутов наиболее часто используют либо метод векторов, либо статический метод. При выборе оптимального маршрута применяют динамические или статические методы. На сетевом уровне возможно применение одной из двух процедур передачи пакетов:

датаграмм, т.е. когда часть сообщения или пакет независимо доставляется адресату по различным маршрутам, определяемым сложившейся динамикой в сети. При этом каждый пакет включает в себя полный заголовок с адресом получателя. Процедуры управления передачей таких пакетов по сети называются датаграммной службой;

виртуальных соединений, когда установление маршрута передачи всего сообщения от отправителя до получателя осуществляется с помощью специального служебного пакета — запроса на соединение. В таком случае для этого пакета выбирается маршрут и при положительном ответе получателя на соединение закрепляется для всего последующего трафика (потока сообщений всети передачи данных) и получает номер соответствующего виртуального канала (соединения) для дальнейшего использования его другими пакетами того же сообщения. Пакеты, которые передаются по одному виртуальному каналу, не являются независимыми и поэтому содержат сокращенный заголовок, включающий порядковый номер пакета, принадлежащий одному сообщению.

Протокол передачи данных

При передаче файлов требуется, чтобы оба компьютера, связывающиеся друг с другом, договорились об общем протоколе. Протоколом называется набор правил и описаний, которые регулируют передачу информации.

Для борьбы с ошибками, возникающими при передаче файлов, в большинстве современных протоколов имеются средства исправления ошибок. Конкретные методы в каждом протоколе свои, но принципиальная схема исправления ошибок одна и та же. Она заключается в том, что передаваемый файл разбивается на небольшие блоки — пакеты, а затем каждый принятый пакет сравнивается с посланным, чтобы удостовериться в их адекватности. Каждый пакет содержит дополнительный контрольный байт. Если принимающий компьютер после некоторых логических действий получит иное значение этого байта, он сделает вывод, что при пересылке пакета произошла ошибка, и запросит повторение передачи этого пакета. Несмотря на то что такая процедура уменьшает объем полезной информации, передаваемой в единицу времени, проверка на наличие ошибок и их исправление обеспечивают надежность передачи файла.

Наиболее совершенным и распространенным протоколом из всех доступных на сегодняшний день является TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Он обеспечивает сетевое взаимодействие компьютеров, работающих под управлением сетевой операционной системы, и возможность подключения к ним различных сетевых устройств. Все современные операционные системы поддерживают протокол TCP/IP, и почти все крупные сети используют его для обеспечения большей части своего трафика. Также протокол TCP/IP является стандартным для Интернета.

Адресация компьютеров в сети

Каждый компьютер в компьютерной сети имеет имя. Для этого служит так называемая IP (Internet Рго1осо1)-адресация.

IP-адрес — это уникальный номер компьютера в сети. IP-адрес определяет местонахождение узла в сети подобно тому, как адрес дома указывает его расположение в городе. IP-адрес может быть «статический — неизменный» или «динамический — выдается сервером». Каждый IP-адрес состоит из двух частей — идентификатора сети и идентификатора узла. Первый определяет физическую сеть. Он одинаков для всех узлов в одной сети и уникален для каждой из сетей, включенных в объединенную сеть. Идентификатор узла соответствует конкретной рабочей станции, серверу, маршрутизатору или другому TCP/IP-узлу в данной сети. Он должен иметь уникальное значение в данной сети. Каждый узел TCP/IP однозначно определяется по своему логическому IP-адресу. Такой уникальный адрес необходим всем сетевым компонентам, взаимодействующим по TCP/IP.

IP-адрес может быть записан в двух форматах — двоичном и десятичном с точками. Каждый IP-адрес имеет длину 32 бита и состоит из четырех 8-битных полей, называемых октетами, которые отделяются друг от друга точками. Каждый октет представляет десятичное число в диапазоне от 0 до 255. Эти 32 разряда IP-адреса содержат идентификатор сети и узла, например 192.168.0.2 — адрес компьютера в учебном классе, 194.226.80.160 — адрес сервера органов государственной власти Российской Федерации (www.gov.ru), 213.180.194.129 — поисковый сервер (www.yandex.ru).

Сообщество Интернета определило пять классов IP-адресов в соответствии с различными размерами компьютерных сетей. Microsoft TCP/IP поддерживает адреса классов А, В и С. Класс адреса определяет, какие биты относятся к идентификатору сети, а какие — к идентификатору узла. Также он определяет максимально возможное количество узлов в сети.

Класс IP-адреса идентифицируют по значению его первого октета, 32-разрядные IP-адреса могут быть присвоены в общей совокупности 3720314628 узлам. Ниже показано, как определяются поля в IP-адресах разных классов.

Адреса класса А назначаются узлам очень большой сети. Старший бит в адресах этого класса всегда равен нулю. Следующие семь бит первого октета представляют идентификатор сети. Оставшиеся 24 бита (три октета) содержат идентификатор узла. Это позволяет иметь 126 сетей с числом узлов до 17 млн. в каждой.

Адреса класса В назначаются узлам в больших и средних по размеру сетях. В двух старших битах IP-адреса класса В записывается двоичное значение 10. Следующие 14 бит содержат идентификатор сети (два первых октета). Оставшиеся 16 бит (два октета) представляют идентификатор узла. Таким образом, возможно существование 16384 сетей класса В, в каждой из которых около 65000 узлов.

Адреса класса С применяются в небольших сетях. Три старших бита IP-адреса этого класса содержат двоичное значение 110. Следующие 21 бит составляет идентификатор сети (первые три октета). Оставшиеся 8 бит (последний октет) отводятся под идентификатор узла. Всего возможно около 2000000 сетей класса С, содержащих до 254 узлов.

Примечание. В качестве идентификатора сети не может использоваться значение 127. Оно зарезервировано для диагностики и используется в качестве локальной заглушки.

Адреса класса D предназначены для рассылки групповых сообщений. Группа получателей может содержать один, несколько или ни одного узла. Четыре старших бита в IP-адресе класса D всегда равны 1110. Оставшиеся биты обозначают конкретную группу получателей и не разделяются на части. Пакеты с такими адресами рассылаются избранной группе узлов в сети. Их получателями могут быть только специальным образом зарегистрированные узлы. Microsoft поддерживает адреса класса D, применяемые приложениями для групповой рассылки сообщений, включая WINS и Microsoft NetShow™.

Класс Е — экспериментальный. Он зарезервирован для использования в будущем и в настоящее время не применяется. Четыре старших бита адресов класса Е равны 1111.

Для выделения (маскирования) из IP-адреса его частей (идентификаторов сети и узла) используется 32-разрядная маска подсети. Использование маски необходимо при выяснении того, относится тот или иной IP-адрес к локальной или удаленной сети. Каждый узел TCP/IP должен иметь маску подсети либо задаваемую по умолчанию (в том случае, когда сеть не делится на подсети), либо специальную (если сеть разбита на несколько подсетей). Задаваемая по умолчанию маска подсети используется в том случае, если сеть TCP/IP не разделяется на подсети. Даже в сети, состоящей из одного сегмента, всем узлам TCP/IP необходима маска подсети. Значение маски подсети по умолчанию зависит от используемого в данной сети класса IP-адресов. В маске подсети биты, соответствующие идентификатору сети, устанавливаются в 1. Таким образом, значение каждого октета будет равно 255. Все биты, соответствующие идентификатору узла, устанавливаются в 0.

Презентация к уроку по теме «Компьютерные сети»



Главной целью объединения компьютеров в сеть является предоставление пользователям возможности доступа к различным информационным ресурсам (например, документам, программам, базам данных и т.д.), распределенным по этим компьютерам и их совместного использования .



Компьютерные сети

Преимущества

• совместное использование информационных ресурсов (данные, программы) совместное использование устройств (принтеры, жесткие диски) быстрый обмен информацией между компьютерами
• совместное использование информационных ресурсов (данные, программы)
• совместное использование устройств (принтеры, жесткие диски)
• быстрый обмен информацией между компьютерами



Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединённых каналами передачи информации.

Каналы передачи информации:

• электрические кабели телефонная линия оптоволоконный кабель радиосвязь (беспроводные сети, WiFi)
• электрические кабели
• телефонная линия
• оптоволоконный кабель
• радиосвязь (беспроводные сети, WiFi)

Канал передачи



Компьютеры могут использовать каналы связи различной физической природы: кабельные, оптоволоконные, радиоканалы.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность . Измеряется бит/сек или Кбит/сек.

1 байт/сек = 8 бит/сек.

1 Кбит/сек = 1024 бит/сек

1 Мбит/сек = 1024 Кбит/сек.



Классификация сетей

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

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

Классификация компьютерных сетей



Классификация компьютерных сетей

По скорости передачи информации

(свыше 100 Мбит/с)



Классификация компьютерных сетей

По типу среды передачи

в инфракрасном диапазоне



Классификация сетей

по территориальной распространенности

Важной характеристикой любой компьютерной сети является широта территории, которую она охватывает.

Компьютерные сети



Локальные сети

Локальная сеть ( LAN = Local Area Network ) –компьютерная сеть, которая соединяет компьютеры на небольших расстояниях в одном или соседних зданиях.



Принципы локальных сетей

• Объединение компьютеров в пределах одного или нескольких зданий
• Создание гибкой рабочей среды
• Единая физическая среда передачи данных
• Возможность общего доступа к ресурсам компьютера



Способы организации ЛС

• Одноранговые сети— все компьютеры равноправны ( Windows XP / Windows Vista)



Способы организации ЛС

2. Сети с выделенным сервером – позволяют управлять доступом к информации других участников локальных сетей, большая надежность при хранения информации (Windows 2003 Server, Linux, UNIX).

Сервер – компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства) в общее использование. Например , файловый сервер, почтовый сервер.

Клиент – компьютер, пользующийся услугами сервера.



ЛС с выделенным сервером



Технология «клиент-сервер»

• посылает запрос с заданием выводит на экран ответ, полученный от сервера
• посылает запрос с заданием
• выводит на экран ответ, полученный от сервера
• принимает запросы от клиентов и ставит их в очередь выполняет задание посылает ответ с результатами
• принимает запросы от клиентов и ставит их в очередь
• выполняет задание
• посылает ответ с результатами

рабочая станция

• вся обработка данных – на сервере, РС могу быть маломощными
• дешевле модернизация
• меньше нагрузка на сеть (передаются только нужные данные)
• защита устанавливается на сервере (в одном месте)
• финансовые затраты (техника, программное обеспечение)
• сложная настройка сервера



Топология сети

Общая схема соединения компьютеров в сети называется топологией сети .

• «Шина»
• «Звезда»
• «Кольцо»
• Смешанные топологии



Топология «шина»

Все компьютеры подключаются к одному кабелю (шине).

• Простой и дешевый способ подключения.
• При выходе из строя любого компьютера сеть работает.
• При разрыве шины сеть выходит из строя
• Данные передаются по очереди (возможны конфликты)
• Низкий уровень безопасности



Топология «звезда»

• обрыв кабеля и выход из строя компьютера не влияет на работу сети, т.к. подсоединены отдельным кабелем
• Сеть не работает если из строя вышел сервер или концентратор
• высокий уровень безопасности (всё идет через сервер)
• на каждой линии только 2 компьютера – проще обмен данными
• большой расход кабеля
• размер ограничен

Все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (сервер или сетевой концентратор).



Топология «кольцо»

При топологии «кольцо» компьютеры подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть.

• Если выйдет из строя один компьютер, функционирование сети может нарушиться.
• размер сети до 20 км
• размер сети до 20 км
• размер сети до 20 км
• размер сети до 20 км
• размер сети до 20 км
• размер сети до 20 км
• размер сети до 20 км
• размер сети до 20 км
• низкая безопасность
• скорость передачи данных падает при увеличении размеров сети



Смешанные схемы

Звездно-шинная

Звездно-кольцевая



Связь между сетями

Мост (bridge) соединяет две локальные сети. Работает как свитч, но имеет свой процессор.

Вариант: компьютер с двумя сетевыми картами.

Маршрутизатор (router) пересылает пакеты по специальным правилам – таблицам маршрутизации (из локальной сети в Интернет). Определение кратчайшего пути, обход поврежденных участков.



Связь между сетями

Шлюз (gateway) – служит для соединения сетей с разными протоколами (сеть персональных компьютеров и аппаратура).

промышленная сеть



Аппаратура для построения сетей

• Сетевые карты (сетевые адаптеры)
• Сетевые кабели
• коаксиальный «витая пара» оптоволоконный
• коаксиальный
• «витая пара»
• оптоволоконный

основное волокно (стекло)



Беспроводные сети

Беспроводная точка доступа



Беспроводные сети

Каналы связи:

• радиосвязь, обычно до 100 м (11 Мбит/c, 54 Мбит/с) инфракрасное излучение (5-10 Мбит/с) инфракрасные лазеры (до 100 Мбит/с)
• радиосвязь, обычно до 100 м (11 Мбит/c, 54 Мбит/с)
• инфракрасное излучение (5-10 Мбит/с)
• инфракрасные лазеры (до 100 Мбит/с)
• не нужно прокладывать кабель
• удобно для пользователей с ноутбуками
• дальняя связь – до нескольких тысяч километров
• проблемы совместимости с другими радиоисточниками
• низкая безопасность обмена данными
• слабая помехозащищенность

Технология WiFi ( Wireless Fidelity )

до 50 компьютеров



V. Глобальная сеть

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Интернет.

Интернет- это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая десятки миллионов компьютеров.



В каждой такой сети имеется хотя бы один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернет с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернет). В качестве таких «магистральных» линий связи используются оптоволоконные или спутниковые линии с высокой пропускной способностью от 1 до 100 мбит/сек.

«Каркас» Интернет составляют 150 млн серверов, постоянно подключенных к сети, из них в России около 400000.



VI. Адресация в Internet

Цифровая (IP)

www.samara.ru

192. 45. 9. 200



Для того чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли найти друг друга, в Интернет существует единая система адресации, основанная на использовании IP-адреса.

Каждый компьютер, подключенный к Интернет, имеет свой уникальный 32-битный (в двоичной системе) IP-адрес.

Общее количество IP-адресов составляет более 4-х миллиардов:

N=2 32 =4294967296

192. 45. 9. 200



VI. Доменные имена

Человеку запомнить числовой адрес нелегко, поэтому для удобства была введена доменная система имен (DNS) , которая ставит в соответствие числовому Интернет-адресу компьютера уникальное доменное имя



Доменная система имен

Доменная система имен DNS — ставит в соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя.

http://city.samara.ru

DNS имеет иерархическую структуру.

Протокол – это набор соглашений и правил, определяющих порядок обмена информацией в компьютерной сети.

Информатика и ИКТ.



Домены первого уровня

Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные – каждой стране соответствует двухбуквенный код) и административные (трехбуквенные)

Какие бывают сети по территориальной распространенности?

Классификация по территориальному признаку, то есть по величине территории, что покрывает сеть. И для этого есть весомые причины, потому что отличия технологий локальных и глобальных сетей очень значительные, невзирая на их постоянное сближение.

Какие бывают компьютерные сети по размерам по территориальной распространенности )?

по территориальной распространенности

• Персональная сеть — это сеть, построенная «вокруг» человека. …
• Локальная вычислительная сеть — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт).

Что включает в классификацию сетей по типу среды передачи?

1) проводные сети, то есть сети, каналы связи которых построены с использованием медных или оптических кабелей; 2) беспроводные сети, то есть сети, в которых для связи используются беспроводные каналы связи, например, радио, СВЧ, инфракрасные или лазерные каналы.

Что понимают под понятием компьютерная сеть?

Компьютерная сеть (вычислительная сеть) — система, обеспечивающая обмен данными между вычислительными устройствами — компьютерами, серверами, маршрутизаторами и другим оборудованием или программным обеспечением. Для передачи информации могут быть использованы различные среды.

Как классифицируются компьютерные сети по территориальному распространению?

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными. Локальная сеть (LAN — Local Area Network) — сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации. Региональная сеть (MAN — Metropolitan Area Network) — сеть в пределах города или области.

В каком случае используются сетевые компоненты?

Существует множество сетевых устройств, которые возможно использовать для создания, сегментирования и усовершенствования сети. Основными из них являются сетевые адаптеры, повторители, усилители, мосты, маршрутизаторы и шлюзы.

Как могут быть классифицированы компьютерные сети?

В классификации сетей существует два основных термина: локальная сеть (LAN) и территориально-распределенная сеть (WAN). Локальная сеть (Local Area Network) связывает компьютеры и принтеры, обычно находящиеся в одном здании (или комплексе зданий).

Какие виды сетей описываются WAN?

Общая классификация[править]

• Глобальные сети — World Area Networks (WAN). …
• Городские сети — Metropolitan Area Networks (MAN). …
• Корпоративные (сети организаций, предприятий) — Enterprise Wide Networks(EWN). …
• Локальные — Local Area Networks (LAN). …
• Персональные — Personal Area Networks (PAN).

Какие компьютерные сети бывают по масштабам?

Классификация по масштабу администрирования:

• Офисные сети (сети отделов).
• Учрежденческие сети (сети кампусов).
• Корпоративные сети.
• Сети общего доступа (Internet).

Какие бывают сети по типу передачи данных?

Сети передачи информации (данных) могут быть следующих видов:

• телефонная;
• компьютерная;
• беспроводная;
• конвергентная.

Для чего нужна топология сети?

Топология – это схема соединения каналами связи компьютеров или узлов сети между собой. физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети. … информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети. управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

Какие возможности предоставляет компьютерная сеть?

Компьютерная сеть — это группа (два и более) компьютеров, соединѐнных каналами передачи данных. Компьютерные сети обеспечивают: быстрый обмен данными между отдельными компьютерами сети; • совместное использование вычислительных ресурсов, принтеров, модемов, сканеров, устройств внешней памяти и т.

Что такое компьютерная сеть Каково ее назначение?

Под компьютерной сетью понимают комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для обмена информацией и доступа пользователей к единым ресурсам сети. Основное назначение компьютерных сетей — обеспечить совместный доступ пользователей к информации (базам данных, документам и т.

Как называется сеть объединяющая локальные сети на географически ограниченном пространстве?

Сеть кампуса (CAN) представляет собой компьютерную сеть, соединяющую локальные сети на географически ограниченном пространстве, например, университетский городок, корпоративный кампус или военная база. Сеть кампуса больше чем обычная локальная сеть, но меньше, чем глобальная сеть.

Похожие публикации:
1. Как включить восстановление системы в windows 7
2. Как вставить картинку в vs code
3. Как вывести на экран сообщение
4. Как установить zabbix agent на windows