Компьютерные сети 2 План лекции 1 Компьютерные

Компьютерные сети

2 План лекции: 1. Компьютерные сети. Классификация сетей 2. Топологии сети 3. Техническое обеспечение компьютерных сетей. Связи между сетями. 4. Локальная информационно-вычислительная сеть 5. Глобальная информационно-вычислительная сеть. Интернет. Сервисы Интернета.

1. Компьютерная сеть Компьютерные информационные сети позволяют решать как бытовые задачи, так и серьезные проблемы. Каждый день с их помощью мы можем обмениваться сообщениями электронной почты, узнавать последние новости, скачивать программное обеспечение и совершать коммерческие операции. В более ответственных случаях с помощью сетей можно находить жизненно важную информацию, например, необходимую для медиков, спасателей или транспортных служб, а также оперативно передавать срочные и нужные документы. В настоящее время компьютерные информационные сети доступны миллионам людей, находящимся в разных уголках нашей планеты. 3

Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединенных линиями связи для передачи информации. Линии связи: § электрические кабели § телефонная линия § оптоволоконный кабель (оптическое волокно) § радиосвязь (беспроводные сети, Wi. Fi) § спутниковая связь (беспроводные сети) 4

Компьютерная сеть Что приобрели? ü совместное использование ресурсов (данные, программы, внешние устройства) ü электронная почта ü быстрый обмен информацией между компьютерами Что потеряли? § финансовые затраты (техника, программное обеспечение) § снижение безопасности (вирусы, шпионаж) § нужен специалист по обслуживанию (системный администратор) 5

Типы сетей Локальные (LAN = Local Area Network) – соединяют компьютеры в одном или нескольких соседних зданиях. Муниципальные (общегородские, региональные) – сети органов управления (милиция, паспортный стол, и т. д. ). Глобальные (общемировые), например, Интернет. Корпоративные – соединяют компьютеры одной фирмы, возможно в разных городах. 6

2. Топологии компьютерных сетей Топология представляет физическое расположение сетевых компонентов. Выбором топологии определяется состав сетевого оборудования, возможности расширения сети, способ управления сетью. Существуют следующие топологии: • Шинные; • Кольцевые; • Звездообразные; • Смешанные. 7

8 Схема (топология) «общая шина» Рабочая Станция сервер РС РС терминатор шина ü простота, малый расход кабеля ü легко подключать рабочие станции ü при выходе из строя РС сеть работает § § § при разрыве шины сеть выходит из строя низкий уровень безопасности один канал связи, передача по очереди возможны конфликты сложно искать неисправности длина шины ограничена (затухание сигнала)

9 Схема «звезда» сервер РС РС РС ü единый центр управления, конфликты невозможны ü высокий уровень безопасности ü обрыв кабеля и выход из строя РС не влияет на работу сети ü все точки подключения собраны в одном месте § если сервер вышел из строя, сеть не работает § большой расход кабеля § ограничение количества клиентов (8 или 16)

10 Схема «кольцо» РС РС сервер РС РС РС ü размер сети до 20 км ü отсутствие зависимости сети от функционирования отдельных ее узлов ü легкая идентификация неисправных узлов § при выходе из строя любого компьютера или разрыве линии сеть не работает § низкая безопасность § скорость передачи данных падает при увеличении размеров сети § сложно подключать новую РС

11 Смешанные схемы Звездно-шинная хаб Звездно-кольцевая хаб

3. Техническое обеспечение компьютерных сетей включает следующие компоненты: • рабочие станции, серверы; • каналы передачи данных; • интерфейсные платы и устройства преобразования сигналов; • коммуникационное оборудование. 12

Техническое обеспечение компьютерных сетей. Рабочая станция – компьютер, через который пользователь получает доступ к ресурсам сети. Сервер сети – выполняет функции управления распределением сетевых ресурсов и предоставления различного рода сервисных услуг. Коммуникационные узлы – модемы, шлюзы, повторители, мосты, маршрутизаторы и др. Средства связи – коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, телефон. 13

14 Аппаратура для построения сетей • Сетевые карты (сетевые адаптеры) • Сетевые кабели o коаксиальный изоляция проводник (медь) проводник o "витая пара" оболочка (стекло) o оптоволоконный оболочка (пластик) основное волокно (стекло)

Аппаратура для построения сетей • Хабы (концентраторы) – дублируют полученные данные на все порты. • Свитчи (коммутирующие хабы, коммутаторы) – передают полученные данные только адресату. • Модемы – устройства прямого (модулятор) и обратного (демодулятор) преобразования сигналов в вид, принятый для использования в определенном канале связи. 15

Связи между сетями • Каналом связи называют физическую среду и аппаратурные средства, осуществляющие передачу информации между узлами коммутации. • Протокол – это набор соглашений и правил, определяющих порядок обмена данными в канале связи. В протоколе указывается, как представить данные, какой избрать способ модуляции данных, как выполнить соединение с каналом и обеспечить достоверность передачи данных. 16

17 Связи между сетями Мост (bridge) соединяет две локальные сети. Работает как свитч, но имеет свой процессор. мост 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.

18 Связи между сетями Шлюз (gateway) – служит для соединения сетей с разными протоколами (сеть персональных компьютеров и аппаратура). промышленная сеть шлюз

19 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) ü ü ü § § § 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 Wi. Fi (Wireless Fidelity) точка доступа до 50 компьютеров

Дальняя беспроводная связь Точка-точка – объединение двух сегментов сети с помощью радиосвязи (направленные антенны). Звезда – объединение нескольких сегментов сети центр 20

4. Локальные сети обычно объединяют ряд компьютеров, работающих под управлением одной ОС. Существует большое разнообразие локальных сетей, которые отличаются: • способом организации (одноранговые и с выделенным сервером) ; • наличием проводных соединений и беспроводные; • топологией: (звезда, шина, кольцо) • технологий: Ethernet Token Ring, Arcnet. 21

Локальные сети 1. Одноранговые сети все компьютеры равноправны Операционные системы: Windows 3. 11 / 95 / 98 / 2000 / XP / Vista низкая стоимость, высокая надежность возможность подключения небольшого количества рабочих станций (не более 10); сложность управления сетью; трудности обновления и изменения ПО станций; сложность обеспечения защиты информации. 22

Локальные сети 2. Сети с выделенным сервером Сервер – компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства) в общее использование. • файловый сервер • сервер печати • почтовый сервер Клиент – компьютер, пользующийся услугами сервера. Операционные системы для серверов: Windows NT Server/2000 Server/2003 Server, Linux, UNIX 23

24 Технология «клиент-сервер» Клиент • посылает запрос с заданием • выводит на экран ответ, полученный от сервера рабочая Сервер станция • принимает запросы от клиентов и ставит их в очередь • выполняет задание • посылает ответ с результатами сервер запрос ответ

Технология «клиент-сервер» 25 ü вся обработка данных – на сервере, РС могут быть маломощными ü дешевле модернизация ü меньше нагрузка на сеть (передаются только нужные данные) ü защита устанавливается на сервере (в одном месте) § финансовые затраты (техника, программное обеспечение) § сложная настройка сервера

26 5. Интернет Inter. Net inter – "между" net, network – "сеть" Интернет – это глобальная сеть, объединяющая разнообразные компьютерные сети, соединенные между собой каналами связи. Цель: использования мировых информационных ресурсов. Основные функции: информационная, совещательная, коммерческая, развлекательная.

Интернет Основой для организации сети Интернет явилась компьютерная сеть министерства обороны США ARPANet, созданная в начале 70 -х годов для связи компьютеров научных и военных учреждений, предприятий оборонной промышленности. История создания Интернет – самостоятельно! В настоящее время основными клиентами Интернета являются частные лица и негосударственные компьютерные сети. Основу ее составляют высокоскоростные магистральные сети. 27

Крупнейшие каналы Интернет США (Backbones)

Крупнейшие каналы Интернет компании AT&T, США http: //www. geog. ucl. ac. uk/casa/martin/atlas. html

Сеть Интернет – подводные трансокеанские каналы http: //www. geog. ucl. ac. uk/casa/martin/atlas. html

Структура Интернета. Система адресации. 31 Сеть имеет архитектуру «клиент-сервер» . Каждая операция состоит из взаимодействия трех элементов: клиента, сервера, сети Интернет, которая передает запрос клиента серверу и ответ – клиенту. Основные структурные ячейки Интернета – это локальные ВС. Но существуют и локальные компьютеры, подключенные самостоятельно. Провайдер – это фирма, предоставляющая конечным пользователям выход в Интернет через её локальную сеть.

Типы подключения к Интернет 1) Выделенная линия или канал 2) Сеансное подключение dial-up ¨ обычная телефонная линия ¨ цифровая линия ¨ линия ISDN 3) Подключение через локальные сети При подключении через провайдера Вам сообщается 1) имя или login 2) пароль 3) серверы DNS – первичный и вторичный 4) серверы почты – входящей и исходящей почты 5) телефоны для соединения с провайдером 6) адрес сайта провайдера

Протоколы Интернета 33 Протокол – это набор соглашений и правил, определяющих порядок обмена информацией в компьютерной сети. Протокол TCP/IP (1974) q. TCP (Transmission Control Protocol) § файл делится на пакеты размером не более 1, 5 Кб § пакеты передаются независимо друг от друга § в месте назначения пакеты собираются в один файл q. IP (Internet Protocol) § определяет наилучший маршрут движения пакетов

IP-адреса Цифровой адрес компьютера в Сети. Состоит из 4 чисел: X. Y. Z. W, где каждое число принимает значение от 0 до 255. Таким образом, цифровой адрес (IP-адрес) содержит 32 бита Примеры адресов: 192. 13. 77. 190 182. 10. 1 195. 130. 12. 47: 80 (стандартный порт для HTTP) IP адрес состоит из 2 частей: адреса сети и адреса хоста

35 IP-адреса 0. . 255 193. 162. 230. 115 IP-адрес: номер сети + номер компьютера в сети w. x. y. z Класс сети w Номер сети Номер компьютера Число сетей Число компьютеров A 1. . 126 w x. y. z 126 16777214 B 128 -191 w. x y. z 16384 65534 C 192 -223 w. x. y z 2097151 254 Классы D и E используются для служебных целей.

36 Доменные адреса Домен – это группа компьютеров, объединенных по некоторому признаку. www. qqq. microsoft. ru домен 4 -ого уровня домен 3 -ого уровня домен 2 -ого уровня домен 1 -ого уровня Домены 1 -ого уровня (доменные зоны) Вид организации Страна . com коммерческие организации . ru Россия . edu образование . ua Украина . gov правительство США . by Белоруссия . mil военные ведомства США . uk Великобритания . org, . net разные организации . it Италия . info информационные сайты . jp Япония . biz . cn Китай бизнес

37 Доменные адреса DNS (Domain Name Service) – служба доменных имен, которая преобразует доменный адрес в IP-адрес. URL (Uniform Resource Locator) – универсальный адрес документа в Интернете. http: // www. vasya. ru / images/new/ qq. jpg протокол адрес сайта каталог (папка) имя файла

Сервисы Интернета q WWW (World Wide Web) – гипертекстовые документы q Электронная почта (e-mail) q FTP (обмен файлами) q Форумы (группы новостей, конференции, телеконференции) q Подписка на новости q Поисковые системы q Чаты (chat – болтовня) q Личное общение в реальном времени § ICQ (I Seek You) – разговор 1 -1, в группе, обмен файлами q Интернет-телефон § Skype + колонки + микрофон 38

39 Протоколы служб Интернета q HTTP (Hyper. Text Transfer Protocol) – служба WWW q FTP (File Transfer Protocol) – служба FTP q SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – отправка сообщений электронной почты q POP 3 (Post Office Protocol) – прием сообщений электронной почты (требуется пароль) HTTP FTP SMTP TCP/IP ! Все протоколы служб основаны на TCP/IP! POP 3

Служба WWW 40 WWW (World Wide Web) – служба для обмена информацией в виде гипертекста. Гипертекст – текст, содержащий активные перекрестные ссылки на другие документы. Гипермедиа – документ, который включает текст, рисунки, звуки, видео и содержит активные перекрестные ссылки на другие документы. Браузер (броузер, browser) – программа для просмотра Web-страниц на экране: • • • Mosaic (1993 -1995), Иллинойский университет, США Netscape Navigator (с 1995 по 2002) Internet Explorer Mozilla Fire. Fox Opera

Служба FTP (файловые архивы) FTP - служба передачи файлов Распространение программ через FTP: • freeware – бесплатные программы • registerware – бесплатная регистрация по электронной почте • shareware (try before you buy) – условно-бесплатные программы (ограничения по времени, раздражающие сообщения) • демо-версии – демонстрация возможностей программ (ограничение функций) • бета-версии – предварительные (отладочные) версии коммерческих программ, цель – нахождение ошибок 41

Электронная почта Е-mail • Основные протоколы – POP 3 (получение) и SMTP (отправка) – протоколы передачи почты. • Программы-клиенты – Outlook Express, Netscape Messenger, The But, Eudora Pro • Два типа почтовых серверов: бесплатные почтовые серверы и серверы провайдеров. • Возможности: v Пересылка вложений (attachment) v Использование как текстового формата, так и формата HTML.

43 Электронная почта (e-mail) почтовый сервер www. yahoo. com www. mail. ru SMTP POP 3 @ коммерческое «at» «собака» (Россия) «кошечка» (Польша) «роза» (Турция) vasya@mail. ru почтовый ящик почтовый сервер john@yahoo. com почтовый ящик почтовый сервер

Почтовые программы q Outlook Express – в составе Windows q Outlook – в составе Microsoft Office q The. Bat (http: //www. ritlabs. com) Возможности: § создание сообщений, присоединение файлов § прием и отправка сообщений § пересылка сообщений (forward) § автоматическая проверка почты через заданный интервал § адресная книга (список контактов) § сортировка сообщений по папкам 44

45 Телеконференции, форумы Телеконференции (конференции, группы новостей) – это дискуссии в форме обмена сообщениями. Модератор (администратор) – участник конференции, который имеет право удалять сообщения за: § off-topic (посторонние сообщения, реклама) § оскорбление участников § нецензурную брань аватар ник (псевдоним) цитата

Поисковые системы 46 Индексы – программы-роботы, которые постоянно обследуют Интернет и заполняют базы данных. выдают много ссылок 1) некоторые ссылки не соответствуют теме 2) сложно отобрать нужное www. google. com, www. yandex. ru, www. rambler. ru Каталоги – базы данных, которые заполняются вручную людьми-экспертами (гидами). ссылки соответствуют рубрикам каталога меньшее число ссылок www. yahoo. com www. yandex. ru Гибридные системы – индекс + каталог.

Общение в реальном времени (online) Чаты (англ. chat – болтовня) обмен текстовыми сообщениями в реальном времени q Web-чаты (на Web-страницах): все равноправны q IRC-чаты (Internet relay Chat, 1988) «разговор» на каналах, есть операторы канала с привилегиями ICQ (англ. I Seek You), «аська» , Интернет-пейджер. Регистрация: www. mirabilis. com, номер 23456789 Возможности: q диалог q обсуждение в группе q обмен файлами Русская версия icq. rambler. ru 47

48 Интернет-телефон Skype (www. skype. com, www. skype. ru) разговор в реальном времени Skype ТЕЛЕФОННАЯ СТАНЦИЯ Бесплатно § Звонки Skype – Skype § Пересылка файлов § Групповые и индивидуальные чаты § Телеконференции (до 9 человек) За плату § Звонки на стационарные и мобильные телефоны § Прием звонков с обычных телефонов в Skype § Отправка и получение голосовых сообщений и SMS

Интернет через мобильный телефон WAP • загрузка игрушек, музыки, погоды • только сайты операторов связи, метеосайты, электронная почта, Интернет-магазины GPRS или EDGE • встроенный браузер (Opera Mini) • поддержка языка Java • встроенная программа для e-mail • можно использовать вместо модема для ПК Смартфоны: кроме того • проигрывание музыки, видео • съемка фото и видео • операционная система, офисные программы 49

Этика в Интернете 50 Терпимость: § не подавлять высказывания других § не беспокоить других и не угрожать им Этика доверия: § не распространять высказывания, изображения и мнения других без их согласия § не искажать факты, свои и чужие мнения § не запрашивать и не передавать информацию, созданную путем принуждения § предупреждать, если информация может быть неверно оценена наивным лицом

Нетикет (net + etiquette) – правила хорошего тона при общении в Интернете. Электронная почта: § тема сообщения, приветствие, подпись § не набирать предложения заглавными буквами § не посылать большие файлы без договоренности § не пересылать исполняемые файлы (*. exe) § не использовать нецензурных и жаргонных выражений Форумы: § прочитать список вопросов и ответов (FAQ, Ча. Во) § не отклоняться от темы форума (off-topic – «вне темы» ) § не набирать предложения заглавными буквами § не оскорблять участников Чаты: § не встревать в чужой разговор § не обижаться, если он ушел 51

Резюме 52 • Локальные, региональные и глобальные сети — три основных типа компьютерных сетей. Отличаются областью обслуживания, протоколами и топологиями, используемыми для построения сети. • Сетевые технологии тесно связаны с успехами в области телекоммуникаций, определяются потребностями бизнеса, а также запросами в сфере личного общения и развлечений. • Интеграция локальных и глобальных сетей становится все теснее благодаря развитию разнообразных сетевых устройств (мосты, маршрутизаторы, шлюзы и коммутаторы) и программных решений для сети.

53 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!