КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ -Компьютерная сеть Computer Net Work

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

-Компьютерная сеть (Computer Net. Work, net - сеть, и work - работа) это система обмена информацией между компьютерами, связанных между собой каналами связи Основная цель: 1. совместное использование локальных ресурсов всех компьютеров сети 2. использование сетевых версий прикладного программного обеспечения 3. новые формы взаимодействия пользователей в одном коллективе 4. общие средства связи между различными прикладными системами

Основные компоненты сети • Передатчик – устройство, являющееся источником данных • Приемник - устройство, принимающее данные (компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство) • Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи (файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение) • Средства передачи – физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений

Характеристики процесса обмена в сетях • Режим передачи ─ симплексный - передача данных в одном направлении ─ полудуплексный - передача данных поочередно в двух направлениях ─ дуплексный - передача данных одновременно в двух направлениях • Код передачи (ASCII) • Тип синхронизации ─ синхронный способ передачи один из процессов передачи или приема информации может начаться только после того, как получит полностью данные от другого процесса ─ асинхронный способ передачи процессы передачи или приема информации могут выполняться независимо от степени полноты переданных

OSI модель взаимодействия открытых систем Открытая архитектура – система, взаимодействующая с другими системами в соответствии с принятыми стандартами Согласно модели OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней до 7): 7. Прикладной – обеспечивает взаимодействие пользователя с ВС, управляет сетью 6. Представительный – управляет представлением данных 5. Сеансовый – управляет сеансами 4. Транспортный – обеспечивает надежную передачу данных 3. Сетевой – обеспечивает связь между компьютерными системами сети 2. Канальный - управляет передачей данных по каналу связи 1. Физический - обеспечивает обмен сигналами между устройствами

Передача данных Нижние уровни стека описывают правила взаимодействия оборудования Верхние уровни описывают правила для проведения сеансов связи и интерпретации приложений

Процесс преобразования данных T - Заголовок TCP; I - Заголовок IP.

Каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов. Протокол – это правила, определяющие взаимодействие между системами в рамках одного уровня Стек протоколов – это набор протоколов разных уровней, достаточный для организации взаимодействия систем Интерфейс – это набор функций, который нижележащий уровень предоставляет вышележащему

Совокупность основных протоколов 1) FTP (протокол передачи файлов) – служит для обмена файлами между компьютерами в Internet 2) DNS – позволяет преобразовывать имена хостов в сетевые адреса 3) SMTP – разработан для обмена почтовыми сообщениями в сети 4) IMAP – обладает возможностями по управлению процессом обмена с сервером 5) POP 3 – предназначен для пересылки почты и почтовых ящиков пользователей на их рабочие места при помощи программ-клиентов 6) HTTP – разработан для обмена гипертекстовой информацией в сети Internet

Межсетевые протоколы IP (Internet Protocol) – • • • применяется для работы с глобальной сетью, обеспечивает совместимость между компьютерами разных типов определяет формат адресов и маршрут передачи ARP (Address Resolution Protocol) – используется для определения соответствия IP адресов и Ethernet адресов

Протоколы транспортного уровня TCP (Transmission Control Protocol - протокол управления передачей) – источник данных продолжает их передачу, если только получит от адресата подтверждение об успешном получении. UDP (User Datagram Protocol – пользовательский протокол данных) позволяет прикладной программе передавать свои сообщения по сети с минимальными издержками.

Адресация в сетях Локальные (аппаратные адреса - на физическом уровне ) – тип адреса, использующийся средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети. Адрес имеет формат 6 байт (00: E 0: 29: 78: 96: FF). Назначается производителем оборудования и является уникальным. IP-адрес (на сетевом уровне) – основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передаёт пакеты между сетями. Эти адреса состоят из 4 байт (194. 85. 160. 050) – номер узла и номер сети. Назначаются администратором во время конфигурирования компьютеров. Символьно-доменное имя (служба DNS).

Классификация компьютерных сетей • степень географического распространения • масштаб производственного подразделения • способ управления • структура (топология) связей

По степени географического распространения различают: • локальные сети (Local Area Network, LAN) – поддерживают в пределах здания или другой ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи цифровой информации • региональные сети (Metropolitan Area Network, MAN) – охватывают группу зданий и реализуются на оптоволоконных или широкополосных кабелях • глобальные сети (Wide Area Network, WAN) – охватывают большие территории и большинство регионов земного шара и реализуются с помощью аналоговых, цифровых проводных и спутниковых каналов связи

По способу управления различают : • сети «Клиент - сервер» : – Клиент - объект (компьютер или программа), запрашивающий некоторые услуги – Сервер - объект (компьютер или программа), предоставляющий некоторые услуги • одноранговые сети (все компьютеры сети являются равноправными)

Топология компьютерных сетей Топология – физическое расположение компьютеров в сети По топологии связей различают: • сети с топологией «Общая шина» • сети с топологией «Звезда» • сети с топологией «Кольцо» • сети с древовидной топологией • сети со смешанной топологией

Топология «Общая шина»

Топология «Звезда»

Топология «Кольцо»

Сравнительная характеристика топологий Топология Шина Кольцо Звезда Преимущества • Экономный расход кабеля • Недорогая среда передачи • Простота, надёжность • Легко расширяется • Равный доступ • Производительность не зависит от количества пользователей • Легкая модификация • Централизованный контроль и управление • Автономность каждого компьютера Недостатки • Малая пропускная способность • Остановка работы многих пользователей при выходе из строя кабеля • Остановка работы всех пользователей при выходе из строя кабеля • Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть

Древовидная топология

Смешанная топология

Частные виды сетей • Интернет – это сообщество множества международных и национальных компьютерных сетей • Интранет – внутренняя сеть организации, использующая стандарты, протоколы и технологии Интернет • Экстранет - корпоративная Интранет

Компоненты сети • Компьютеры: – ПК, ноутбуки, Мэйнфреймы • Коммуникационное оборудование: – Коммутаторы, маршрутизаторы, линии связи • Операционные системы: – Windows, Novell Net. Ware, Unix • Сетевые приложения: – сетевой принтер, сетевой диск, базы данных

Оборудование компьютерных сетей • • • Линия связи и интерфейсы Сетевая карта Трансивер (transceiver) Повторитель (Repeater) Концентратор (Hub) Коммутатор (Switch) Мост (Bridge) Маршрутизатор (Router) Шлюз

Линии связи Кабельные линии связи Витая пара Коаксиал Оптоволокно Беспроводные линии связи Радиоканалы Каналы спутниковой связи

Витая пара Скорость передачи данных Эффективная длина кабеля 10. . 100 Мбит/с 100. . 120 м

Коаксиальный кабель Скорость передачи данных Эффективная длина кабеля 1. . 10 Мбит/с до 200 м

Оптико-волоконный кабель одномодовый Скорость передачи данных Эффективная длина кабеля многомодовый 2 Гбит/с более 100 км

Типы кабелей Витая пара Достоинства Дешевизна • Высокая механическая Коаксиальн прочность ый кабель • помехозащищённость • Не имеет излучения Оптоволоко • Не подвержен действию магнитных полей нный кабель • Высокая скорость передачи информации Недостатки Плохая помехозащищённость • Низкая скорость передачи информации • Дороже Ещё дороже

Интерфейсы Интерфейс RJ-45 Интерфейс BNC

Сетевая карта: • воспринимает команды и данные от сетевой операционной системы • преобразует эту информацию в один из стандартных форматов • передает ее в сеть через подключенный к карте кабель. Каждая карта имеет уникальный номер.

Трансивер или приемопередатчики • служит для передачи информации между адаптером и кабелем сети или между двумя сегментами (частями) сети • усиливает сигналы, преобразует их уровни или преобразует сигналы в другую форму сетевой адаптер служит для сопряжения компьютера (или другого абонента) с сетью

Повторитель Повторители: • восстанавливают ослабленные сигналы (их амплитуду и форму), приводя их к исходному виду • передают информацию в обоих направлениях

Концентратор – несколько собранных в едином конструктиве повторителей, который соединяет несколько физических линий связи

Пример концентратора с тремя портами Концентратор T Сетевая карта R T R T R T Компьютер Обозначение: Т-передатчик; R-приемник

Коммутатор (коммутирующие концентраторы) • служат для соединения сегментов в сеть • производят сортировку поступающих на них пакетов.

Мост служит для объединения сетей с разными стандартами обмена Шлюзы – это устройства для соединения сетей с сильно отличающимися протоколами.

Маршрутизатор осуществляют выбор оптимального маршрута для каждого пакета с целью избежания чрезмерной нагрузки отдельных участков сети и обхода поврежденных участков Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов.