Компьютерные сети Для чего людям нужны компьютерные сети?

Компьютерные сети

Для чего людям нужны компьютерные сети? Сети для организаций разделение и управление ресурсами предприятия; повышение надежности функционирования предприятия за счет дублирования информационных ресурсов; повышение экономической эффективности за счет гибкой организации работы информационных систем; средство общения и связи; подготовка персонала; ….? Сети для индивидуальных пользователей доступ к удаленной информации; общение с другими людьми; обучение; развлечение; ….?

Классификация компьютерных сетей

Классификация сетей по расстоянию между узлами

Классификация сетей по расстоянию между узлами Локальная вычислительная сеть (ЛВС) — небольшая группа компьютеров, связанных друг с другом и расположенных обычно в пределах одного здания или организации. Региональная сеть — сеть, соединяющая множество локальных сетей в рамках одного района, города или региона. Глобальная сеть — сеть, объединяющая компьютеры разных городов, регионов и государств.

Иерархия вычислительных сетей

Виртуальная частная сеть (Virtual Private Network, VPN)

Классификация сетей по типу среды передачи

Классификация сетей по скорости передачи информации

Классификация сетей по распределению ролей между компьютерами Сервер — специально выделенный высокопроизводительный компьютер, оснащенный соответствующим программным обеспечением, централизованно управляющий работой сети и/или предоставляющий другим компьютерам сети свои ресурсы (файлы данных, накопители, принтер и т. д.). Клиентский компьютер (клиент, рабочая станция) — компьютер рядового пользователя сети, получающий доступ к ресурсам сервера.

Классификация сетей по распределению ролей между компьютерами

Пример одноранговой сети

Пример сети с выделенным сервером

Топология компьютерных сетей “шина” Топология "шина" относится к наиболее простым и широко распространенным. В ней используется один кабель (магистраль или сегмент), вдоль которого подключены все компьютеры сети. Шина - пассивная топология. Это значит, что компьютеры только "слушают" передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не отразится на работе остальных. Производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине, чем их больше, тем медленнее сеть.

Топология компьютерных сетей “кольцо” Кольцо - активная топология. Здесь каждый компьютер выступает в роли репитора (repeator) - устройства, усиливающего сигнал и передающего его следующему компьютеру. Выход из строя одного компьютера прекращает функционирование всей сети. К недостаткам можно отнести сложность защиты информации, так как данные при передаче проходят через узлы сети.

Топология компьютерных сетей “Звезда” Все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором (HUB). Среди концентраторов выделяются активные, пассивные и гибридные. HUB Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы. Пассивные концентраторы просто пропускают через себя сигнал как узлы коммутации, не усиливая и не восстанавливая его. Гибридными называются концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов.

Топология компьютерных сетей Нерегулярная структура

Другие возможные сетевые топологии Реальные компьютерные сети постоянно расширяются и модернизируются. Поэтому почти всегда такая сеть является гибридной, т. е. ее топология представляет собой комбинацию нескольких базовых топологий. Легко представить себе гибридные топологии, являющиеся комбинацией «звезды» и «шины», либо «кольца» и «звезды». Однако особо следует выделить топологию «дерево» (tree), которую можно рассматривать как объединение нескольких «звезд». Именно эта топология сегодня является наиболее популярной при построении локальных сетей.

Сеть с топологией «дерево»

Сеть с сетчатой топологией

Соединение сетей Мост (bridge) Маршрутизатор (router)

Сетевые протоколы

Сетевые протоколы сетевой протокол - набор правил и соглашений для передачи данных по сети. Такие правила определяют содержимое, формат, параметры времени, последовательность и проверку ошибок в сообщениях, которыми обмениваются сетевые устройства В 1974 были опубликованы TCP/IP протоколы. ARPA передало контракты на реализацию этих протоколов в университет Беркли, где шли работы над операционной системой Unix.

Протокол передачи данных TCP/IP Сеть Интернет, являющаяся сетью сетей и объединяющая громадное количество различных локальных, региональных и корпоративных сетей, функционирует и развивается благодаря использованию единого протокола передачи данных TCP/IP, который был внедрен в 1983 г. Термин TCP/IP включает название двух протоколов: Transmission Control Protocol (TCP) — транспортный протокол: Internet Protocol (IP) — протокол маршрутизации.

Пересылка сообщения по сети Объединение пакетов в сообщение Установление того, что пакет достиг пункта назначения Назначение каждому пакету промежуточного адреса Пересылка пакетов по промежуточным адресам Получение пакета В месте каждой промежуточной остановки сетевой уровень назначает пакету новый промежуточный адрес и возвращает пакет канальному уровню для пересылки до другой сети

Взаимосвязи между уровнями модели OSI

Сетевая адресация

Сетевая адресация Каждый компьютер, подключенный к Интернет, имеет свой уникальный 32-битовый IР - адрес. Легко подсчитать, что общее количество различных IP-адресов составляет более 4 млрд.: 232 =4294967296.

Сетевая адресация В десятичной записи IP-адрес состоит из 4 разделенных точками чисел, каждое из которых лежит в диапазоне от 0 до 255. Например, 195.34.32.11 (IP-адрес сервера компании МТУ-Интел). По первому числу IP-адреса компьютера несложно определить его принадлежность к сети того или иного класса: • число от 0 до 127 — класс А; • число от 128 до 191 — класс В; • число от 192 до 223—класс С.

Распределение адресов сетей класса С Мир был поделен на четыре зоны. Каждой зоне была выделена часть адресов класса С: 194.0.0.0 - 195.255.255.255 - Европа 198.0.0.0 - 199.255.255.255 - Северная Америка 200.0.0.0 - 201.255.255.255 - Центральная и Южная Америка 202.0.0.0 - 203.255.255.255 - Азия и Тихий Океан Каждый регион получил 32 миллиона адресов для раздачи, а 320 миллионов адресов класса С с 204.0.0.0. по 223.255.255.255 зарезервировано на будущее. Это существенно упростило работу с таблицами маршрутизации. Любой маршрутизатор, получив адрес в диапазоне 194.0.0.0 по 195.255.255.255, знает, что его надо переслать по одному из европейских маршрутизаторов.

Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Доменная система имен (Domain Name System , DNS) Домен — это некий логический уровень Интернета, то есть группа сетевых ресурсов, имеющая собственное имя и управляемая своей сетевой станцией. Домен - это область пространства иерархических имен сети Интернет, которая обслуживается набором серверов доменных имен (DNS) и централизованно администрируется.

Доменная система имен (Domain Name System , DNS) Domain Name System (DNS) - используемые в Интернете протокол и система обозначений для сопоставления IP-адресов и имен, понятных пользователю. Доменная система имен была разработана в 1984 году. Придумал DNS Пол Мокапетрис (Paul Mockapetris) из Института информатики Университета Южной Калифорнии (USC/ISI).

Доменная система имен (Domain Name System , DNS) DNS - это распределенная база данных, которая содержит информацию о компьютерах (хостах), включенных в сеть Internet. Чаще всего информация включает имя машины, IP-адрес и данные для маршрутизации почты. Для реализации системы DNS был создан специальный сетевой протокол DNS. В сети имеются специальные выделенные информационно-поисковые серверы - DNS-серверы.

Домены верхнего уровня (TLD – top-level domain): com - коммерческие организации , т. е. эти адреса принадлежат фирме или компании; edu – образовательные институты (например, wisc.edu соответствует Университету шт. Висконсин); gov - правительственные учреждения; mil – военные ведомства США; net - относится к организациям, управляющим сетями; org - некоммерческие организации; museum – музеи. Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Домены верхнего уровня («Новые»): FIRM — коммерческие фирмы; STORE — фирмы, занимающиеся розничной торговлей и высылающие товары почтой; WEB — организации, занимающиеся технологией World Wide Web; ARTS — культурные и развлекательные организации; REC — организации, специализирующиеся на досуге и развлечениях; INFO — организации, занимающиеся информационным сервисом, например информационные брокеры и библиотеки; NOM — (от слова «номенклатура») частные лица, желающие иметь собственный Web-сервер. Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Домены верхнего уровня, принадлежащие странам мира: ru - Россия, de - Германия, uk – Великобритания, аu – Австралия, са – Канада, fr – Франция и т.д. Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Иерархия доменных имен Второй уровень Третий уровень

DNS в существующем виде допускает использование 37 ASCII символов: буквы английского алфавита A-Z, цифры 0-9 и дефис "-". Длина имени каждого домена (между разделительными точками) не может превышать 63 знака, общая же длина имени (включая имена субдоменов, разделительные точки и имя зоны) ограничена 255 знаками. Минимальная длина доменного имени (без учета разделительных точек и имени зоны) принята равной 2. Для зон SU, BIZ, INFO и DE — 3 символа. Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Экзотические зарегистрированные имена YAPRISHELKTEBESPRIVETOMRASSKAZATCHTOSOLNCEVSTALODAJDENEGNAPIVKO.RU Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Многоязычные доменные имена (Internationalized Domain Names) - имена, представленные символами национальных алфавитов. 21 января 2010 года корпорация ICANN утвердила сочетание символов «РФ» в качестве официального обозначения российского кириллического домена. Домены Путин.рф и Медведев.рф зарегистрировало государство (2010-02-03) Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Всероссийской зоной ru управляет Российский научно-исследовательский институт развития общественных сетей (РосНИИРОС), официальный сайт http://www.ripn.net. Общемировыми доменами управляет организация InterNIC - http://www.internic.com . Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Сегодня темпы развития домена RU самые высокие в мире. По количеству зарегистрированных имен RU занимает 5 позицию среди всех национальных доменов (его опережают DE, CN, UK и NL) и 4 позицию – среди европейских доменных зон. Наибольшее количество доменов .RU приходится на Москву (38%), Санкт-Петербург (7%) и Московскую область (6,3%). Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

2 600 000 доменов .RU – 1 февраля 2010 года 2 500 000 - 6 декабря 2009 года («юбилейным» стало имя SEOSA.RU.) 2 000 000 - 22 марта 2009 года 1 000 000 - 17 сентября 2007 года 1 апреля 1994 г. день рождения .RU Доменная система имен (Domain Name System , DNS)

Примеры адресов WWW.KSPU.RU – Web-сервер КГПУ, предоставляющий информацию в виде страниц и графики. MAIL.KSPU.RU – почтовый сервер КГПУ, почтовый сервер, обслуживающий клиентов использующих электронную почту. FTP.KSPU.RU - файловый сервер КГПУ, назначение которого - прием и передача файлов клиентам.

Доступ к информационным ресурсам Для получения независимости от технологий доступа к информационным ресурсам Интернет была разработана специальная адресная система - или URL (Universal Resource Locator - унифицированный указатель ресурсов), позволяющая указывать не только имя документа, но и протокол доступа к нему. Адрес URL состоит из нескольких частей (пробелы не допускаются): протокол://домен:порт/каталог/файл адрес URL Вы и указываете в строке адреса вашего браузера или в ссылках.

Примеры адресов URL http://kspu.ru/Ivanov/Doc/foto.htm http (hyper text transfer protocol) – протокол, необходимый для доступа к документу, в данном случае – протокол передачи гипертекстовых файлов. kspu.ru – домен (мнемонический адрес сервера КГПУ). Ivanov/Doc – путь, указывающий местоположение документа в файловой системе сервера (каталоги). foto.htm – имя документа (файл).