Российский государственный профессионально-педагогический университет Компьютерные сети Учебный модуль Разработчик: Неупокоева Е. Е. Екатеринбург 2012
Выберите раздел для изучения: Кол-во страниц Раздел 1. Основные понятия стр. Раздел 2. Локальные сети стр. Раздел 3. Глобальные сети стр. Конец работы с учебником
Основные понятия
Сеть ЭВМ — совокупность ЭВМ, распределенных по некоторой территории и связанных между собой линиями передачи данных.
Канал — совокупность предназначенных для информации. устройств, передачи Канал передачи данных — физическая среда, технические и программные средства, образующие физическое соединение, связывающее несколько систем, через которое данные от одной системы без искажений передаются в другую систему.
Канал связи — физическая среда, аппаратные средства и, возможно, программы, осуществляющие передачу информации от отправителя к получателю. Коммуникация информацией. — процесс обмена
Передача данных — область электросвязи, охватывающая вопросы передачи информации, представленной в формализованном виде (например, знаками) и предназначенной для обработки ее ЭВМ. Передачу данных осуществляют по телефонным каналам связи либо по каналам, созданным специально для передачи данных. Вместе с вычислительной техникой каналы передачи данных служат технической базой информационно-вычислительных систем, а также АСУ.
Автоматизированная система — совокупность взаимосвязанных объектов, подчиненных определенной (единой) цели с учетом условий окружающей среды. Структура и функционирование системы определяются поставленными перед ней целями и задачами. Примерами систем могут быть крупные производственные, транспортные, энергетические и информационные системы, комплексы машин и приборов, сложные электронные устройства.
Телекоммуникации — средства дистанционной передачи информации между компьютерами в различном виде с помощью различных каналов связи.
Пропускная способность канала связи — максимальная скорость передачи информации по каналу связи при заданных его характеристиках. Управляющая информация — информация, которой обмениваются объекты одного и того же уровня для координации совместной работы, связанной с передачей данных.
Сервер ("услуживатель") — это центральный компьютер в локальной сети. Берет на себя все функции по управлению сетью. Сервер в Internet — компьютер в сети, предоставляющий свои услуги пользователям; программа для сетевого компьютера, обслуживающего множество клиентов. Клиент (в сети) — пользователь, работающий в сети, или прикладная программа, работающая в интересах пользователя для предоставления неких услуг с сервера какой-либо сети.
Общение в сети идет на уровнях клиент – сервер клиент – клиент Быстрота связи зависит от удаленности этих объектов друг от друга.
Сетевые технологии q “Клиент – сервер” –подразумевает, клиент передает серверу запрос на информацию и форму ее организации, выборка и обработка информации осуществляется на сервере, а клиенту передается только результат Технология “клиент – сервер” позволяет: 1. Уменьшить потоки информации в сети за счет выборки на сервере 2. Упорядочить работу с данными на сервере за счет использования централизованных средств управления доступом 3. Организовать корректное хранение информации
Сетевые технологии q “Файл - сервер” – подразумевает что необходимые данные (файлы) передаются сервером на рабочую станцию, а процесс обработки выполняется на рабочей станции.
Вычислительные сети ( по степени удаленности ПК) локальные глобальные сети ПК расположены близко друг к другу – далеко друг от друга в пределах одного – в разных городах, здания или странах и т. д. помещения
Для организации сети минимально необходимо: локальные сети сетевой кабель и хаб сетевая карта сетевая ОС глобальные сети модем (особая сетевая карта) телефонное, спутниковое, выделенное или иное подключение к сети программный доступ в сеть (через провайдера) + специальное программное обеспечение
Вычислительные сети ( по степени удаленности ПК) локальные сети глобальные сети
Вернуться к списку разделов
Локальные сети
Локальная сеть — это сеть, связывающая компьютеры, находящиеся в пределах одного здания или помещения. Сеть может связывать два и более компьютеров. Для управления разветвленной сетью можно использовать серверы. Использование локальной сети позволяет облегчить и ускорить передачу данных от одного пользователя к другому и объединить внешние устройства для их совместного использования компьютерами, подключенными к сети.
Адаптеры локальной сети (сетевые карты, сетевые платы) — платы, служащие для подключения компьютеров к локальной сети, позволяют компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть.
Виды ЛВС 1. С централизованным неодноранговые управлением - В такой сети ОБЯЗАТЕЛЬНО выделяется сервер, осуществляющий общее управление работой ЛВС. Он выполняет три основные функции: • Хранит данные о конфигурации сети, а также совместно используемые программы • Принимает информацию, которую нужно переслать от одного компьютера к другому • Выполняет роль шлюза устройства) к другим сетям (передающего
Виды ЛВС Сервер может быть выделенным или не выделенным. В случае, когда сервер является не выделенным, он может выполнять функции рабочей станции 2. Одноранговые – не содержат в своем составе выделенных серверов. Функции управления распределяются между рабочими станциями. Такие сети имеют одно достоинство – простота обслуживания. И множество недостатков!
Сети с сервером - централизованные
Виды серверов В зависимости от выполняемых функций серверы называются: q. Сервер телекоммуникаций – обеспечивает связь с другими ЛВС q. Вычислительный сервер – обеспечивает выполнение операций, которые невозможно выполнить на компьютере рабочей станции
Виды серверов q. Дисковый сервер – представляет внешнюю память другим компьютерам сети q. Файловый сервер – служит для хранения файлов (БД), которые используются всеми рабочими станциями q. Почтовый сервер – служит для приема и передачи сообщений электронной почты Все перечисленные функции может выполнять один компьютер.
Многопользовательская система должна иметь средства разграничения доступа к совместно используемым ресурсам: • данные на файл-сервере (базы и банки данных, файлы, каталоги) • принт-сервер и принтеры, подключенные к нему
Система разграничения доступа встраивается в сетевую операционную систему и представляет собой набор прописанных прав доступа для пользователей сети. управление доступом
Сетевая операционная система — операционная система, управляющая функционированием локальной сети. Она обеспечивает совместное использование ресурсов и включает в себя программное обеспечение для управления сетью. Операционная система состоит из серверного программного обеспечения (функционирует на сервере) и клиентского программного обеспечения (работающего на каждой рабочей станции). Пример сетевой ОС: Windows NT. Принт-сервер — устройство, позволяющее подключать принтер к локальной сети. Принт-сервер подключается к локальной сети, а к нему подключаются один или несколько принтеров. Это разгружает сервер в сети.
На сервере в программе Сервер печати (особо организованный Диспетчер печати (спулер)) выстраивается очередь на печать согласно приоритетам – например, по времени отправки документа на печать. сетевые принтеры
администратор сети Управляет сетью администратор локальной сети. Администратор локальной сети – единственный пользователь локальной сети, который имеет все права доступа к данным в сети, разрабатывает и настраивает конфигурацию локальной сети, поддерживает ее работоспособность. Все пользователи могут быть разделены системным администратором на группы. Каждая группа может иметь свои права доступа к ресурсам сети, причем один и тот же пользователь может находиться одновременно в разных группах. В сети может существовать понятие администратор группы. Его права распространяются только на свою группу.
Обязанности сетевого администратора: • установка сетевого программного обеспечения • настройка сетевой операционной системы и оболочек на рабочих станциях • создание групп пользователей и определение их прав • обучение и консультации пользователей сети • обеспечение сетевой безопасности
Разграничение доступа к данным (файлам) осуществляется по принципам: Пользователь (клиент) локальной сети может иметь доступ только к отдельным каталогам и файлам. Доступ к данным может быть частичным, например, пользователь может иметь доступ только к просмотру данных в файле (базе), но не их редактированию (данные раскрываются только для просмотра). Пользователь может «не видеть» в структуре диска те папки и файлы, права доступа к которым для него не прописаны.
Для связи нескольких локальных сетей в одну используют мосты. С помощью моста можно объединить в единое целое сети с одинаковыми протоколами (разными методами доступа): • 2 и более локальные сети с разными сетевыми ОС • локальную и глобальную сети Устройство моста: В один из серверов (или отдельных ПК) вставляется 2 и более сетевых адаптеров, каждый их которых настраивается для совместной работы каждого сегмента сети. внутренний мосты
В локальной сети может существовать такая ситуация: несколько пользователей одновременно обратились к одному и тому же данному в базе данных и одновременно попытались его изменить. При этом конфликта доступа к данным не возникнет, может возникнуть задержка с записью (чтением) данных. На самом деле часть требуемых данных с сервера считывается, и только потом с внесенными изменениями записывается обратно. Если во время манипуляций над данными в сети произойдет перебой электропитания, то редактируемые данные на сервере будут разрушены (стерты). Поэтому в сетевую операционную систему встроен режим отмены такого сбоя.
По принципу организации доступа к данным Локальная сеть одноранговая без разграничения доступа с выделенным сервером (неодноранговая) с разграничением доступа для организации необходимы: сетевой адаптер сетевой кабель и хаб соответствующее программное обеспечение сервер сетевой адаптер сетевой кабель и хаб коммутатор соответствующее программное обеспечение
Для организации локальной сети необходимы: Сетевая карта, др. назв. сетевой адаптер (достаточен для организации одноранговой сети) Сервер (при организации неодноранговой сети) Коммутатор — специальный прибор для построения локальных сетей. Он имеет несколько портов (гнезд) для подключения сетевых кабелей, с помощью которых он соединятся с компьютерами (точнее, с их сетевыми контроллерами или другими сетевыми контроллерами) или другими сетевыми устройствами. Он передаст поступающие сообщения только по тому направлению, по которому находится получатель сообщения. Это снижает нагрузку на сеть. Эффективнее, чем концентратор. Концентратор (хаб) — специальный прибор для построения локальных сетей. Он имеет несколько портов (разъемов) для подключения сетевых кабелей, с помощью которых он соединяется с компьютерами в сети (точнее, с их сетевыми контроллерами) или другими сетевыми устройствами (например, с концентраторами).
Сетевой протокол (протокол) — (network protocol) правила передачи информации между компьютерами, реализуемые в виде специальной программы. Они определяют способ связи клиента и сервера по локальной сети. Программное обеспечение для организации сети: Сетевые приложения и утилиты — это программы, инсталлируемые и выполняемые на сервере. Они включают в себя программное обеспечение коллективного пользования и поддержки рабочих групп (такие как электронная почта) Электронная почта — средство обмена сообщениями в локальной или глобальной сети. С помощью электронной почты в локальной сети можно рассылать текстовые файлы для организации совместной работы над документом, приказы по фирме, распределять по пользователям факсы, поступающие на общий факс-сервер (компьютер, оборудованный факсмодемом и служащий для центрального приема и хранения факсовых сообщений в электронном виде).
Сетевой кабель — это кабель, связывающий друг с другом компьютеры в локальной сети. Основные типы сетевых кабелей: витая пара, тонкий и толстый коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель. Оптоволоконные кабели — вид сетевого кабеля. Является наиболее дорогим, но очень устойчивым к внешним помехам кабелем.
Топология локальной сети — конфигурация физических соединений компонентов локальной сети (сервер, рабочие станции). Тип топологии определяет производительность и надежность в эксплуатации сети рабочих станций, для которых имеет значение также время обращения к файловому серверу. Сетевой трафик — специальный термин, означающий уровень нагрузки на локальную сеть
Сетевые топологии При выборе сетевой топологии преследуются цели: • обеспечить максимальную надежность работы сети при сохранении сетевого трафика • уменьшить стоимость сети • увеличить пропускную способность сети • увеличить скорость работы сети (скорость ответа системы на запрос пользователя)
Сетевые топологии Распространенные сетевые топологии: • иерархическая топология • горизонтальная топология (шинная топология) • кольцевая топология • топология по типу «звезда» • ячеистая топология • комбинированная топология
Шинная топология Распространенная топология. Основная шина допускает насыщенный трафик, сервер подгружает данные сразу для всех пользователей. Сеть ненадежна, так как имеется только один канал передачи данных, в случае отказа канала сеть выходит из строя.
Иерархическая топология Широко распространенная топология. Позволяет легко расширять сеть, добавляя новые устройства. Сеть управляется из узла А, можно организовать управление группой в узле D. Сеть ненадежна, так как • есть «узкие места» сети с низкой пропускной способностью, при большом трафике КПД отдельных участков сети может быть близким к нулю • при отказе узла А вся сеть выходит из строя.
Топология звезды Распространенная топология (частный случай иерархической топологии). К центральному узлу подключается множество узлов. Достоинства: легкость управления сетью, поток трафика простой, сравнительно большой простота управления базой данных на сервере Недостатки (как у иерархической сети): проблема выхода из строя центрального узла ( надежность сети = надежности узла А)
Кольцевая топология Распространенная топология. Управление распространено по каждому узлу Данные переходят по кругу, преимущественно в одном направлении: одна станция принимает сигнал и передает его следующей станции. Сигнал может быть послан самой станции или поступает для передачи далее по кольцу. В случае возрастания загрузки сети она продолжает функционировать, просто очередь по передаче данных в узлах растет. Недостаток: наличие одного канала связи. При его отказе перестает функционировать вся сеть.
Ячеистая (многосвязная) топология Все чаще применяется. Так построена глобальная сеть Интернет. Устойчива к нагрузкам и отказам. Надежность высокая. Сетевой трафик может быть направлен в обход отказавших и занятых узлов. Сеть сложная и дорогая.
Вернуться к списку разделов
Глобальные сети
Глобальная сеть — сеть, в которой компьютеры могут обмениваться между собой информацией на больших расстояниях (между городами, странами), соединяются между собой через телефонную или спутниковую сеть. Подключение к сети ведется с помощью модема.
Для подключения к Интернет необходимо иметь: • модем (адаптер глобальной сети) • телефонный, спутниковый, выделенную линию или другой канал связи • специальное программное обеспечение • The Bat!, браузеры, торрентеры
Подключение к Интернет NAP – точка прямого сетевого доступа (Network Access Points)
Модем — устройство для связи компьютеров через телефонную сеть. Термин произошел от слов "модулятор/демодулятор". Устройство шифрует (модулирует) цифровой сигнал для передачи его через каналы телефонной связи, приеме сигнала устройство дешифрует (демодулирует) сигнал в цифровую форму. Демодулятор — устройство, осуществляющее демодуляцию. Демодуляция — преобразование модулированного сигнала (обычно прошедшего канал и искаженного помехами) в модулирующий сигнал.
Интернет. I. Основные принципы организации сети. Интернет содержит множество служб, которые позволяют использовать его в разных целях Глобальная компьютерная сеть образуется соединением нескольких сетей между собой.
Для согласования работы сетей используются протоколы. Протокол — набор соглашений о правилах формирования и форматах соглашения компьютерной сети, о способах обмена информацией между абонентами сети.
В INTERNET различают 2 типа протоколов: 1. Базовые протоколы, отвечающие за физическую пересылку электронных сообщений любого типа между компьютерами (IP, TSP) 2. Прикладные протоколы более высокого уровня, отвечающие за функционирование специализированных служб INTERNET (HTTP, FTP и т. д. ).
Компьютеры, объединяющие 2 сети с разными протоколами, называются шлюзами. Они переводят данные из формата, принятого в одной сети, в другой и наоборот. Если объединяются 2 сети с одинаковыми протоколами (выход из одной сети в другую или другое оборудование), то ПК, стоящий между ними , называется мостом.
Если пользователю глобальной сети (например, банка) необходимо использовать ресурсы глобальной сети, но не допускать подключения внешних пользователей, то шлюзовый ПК называется брандмауэром. Брандмауэр — сплошная каменная или кирпичная стена, проходящая насквозь через деревянные постройки для защиты от пожара
Компьютеры, постоянно подключённые к сети INTERNET и участвующие в процессе передачи данных между узлами сети, называются серверами. Каждый сервер использует протокол передачи данных TSP / IP. Узел сети — персональный компьютер, подключенный к глобальной сети. Ресурсы узла сети называются местными (локальными) ресурсами. Ресурсы, расположенные на других узлах, называются удаленными ресурсами.
II. Способы передачи данных. Согласно протоколу TSP / IP все данные в INTERNET разбиты на блоки и вложены в пакеты. Пакет имеет заголовок длиной 20 байт. В нём содержатся: Адрес отправителя Адрес получателя Пакеты переходят с одного сервера на другой, находящийся «ближе» к адресату.
Единственная организация, влияющая на работу Всемирной сети — INTERNIC — информационный центр INTERNET, выдаёт адреса серверам сети и следит, чтобы они не повторялись. Протокол TSP отвечает за разбивку информации на пакеты и за сбор информации в полный пакет. Протокол IP отвечает за передачу пакетов по сети.
III. INTERNET — адрес Для определения местоположения получателя и направления пересылки пакета нужно знать адрес сервера — получателя. IP — адрес, записанный на машинном языке, заменяется на доменное имя сервера — таким образом организована доменная система имён (DNS).
WWW. MICROSOFT. COM Имя компьютера, принадлежащ его данному домену Суффикс, определяющий принадлежность домена . com — коммерческая организация Доменное имя . gov — продовольственная организация сервера (получено при . edu — учебное заведение регистрации). ru — Россия. fr — Франция. uk — Великобритания
Бизнес-приложения — это программы для работы в сети, реализующие в компании конкретные бизнесфункции. Они делятся на 2 вида: горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные бизнес-приложения применяются в компаниях самого разного типа для общих деловых операций (таких как бухгалтерский учет и ввод заказов). Вертикальные бизнес-приложения поддерживают осуществление конкретных коммерческих операций, оценку недвижимости, страхование дибо использоваться в области здравоохранения или фирмах, оказывающих юридические услуги. Центральная база данных — база данных, предназначенная для большой группы пользователей, работающих в системе распределенной переработки информации базы данных.
Служба поиска — специальный инструментарий для поиска информации на FTP-серверах глобальной сети.
Файловые серверы (FTP-серверы) — хранилища файлов в глобальной сети. В их памяти хранятся тексты документов, программ, тексты книг и т. д. Каждый пользователь может получить оглавление FTP-сервера или любой из хранящихся на нем файлов в виде электронного письма.
Службы сети Internet. 1. WWW ("Всемирная паутина") — (World Wide Web) глобальная гипертекстовая информационная система. Одна из систем навигации, поиска и доступа к мультимедийным ресурсам Internet с помощью средств гипертекста. .
Службы сети Internet. Браузер — это программа просмотра гипертекстовых страниц WWW. Гипертекст — ссылки в документе, содержащие связи с другими документами (или связи между страницами). Связи в гипертексте обнаруживаются легко, — они выделены другим цветом. При активизации выделенной связи автоматически вызывается второй документ.
Службы сети Internet. 2. Сервер новостей — средство обмена данными в глобальной сети. Серверы рассылают новости по тем или иным темам в виде электронных писем. Пользователь Интернет может подписаться на получение биржевых сводок, политических сплетен и т. д.
3. Мейлер — (mailer) это почтовая программа, лежащая в основе сети Fido. Net (сеть индивидуальных почтовых ящиков BBS). Функция мейлера — автоматическая передача электронной почты и файлов между узлами BBS.
4. Телеконференция — обмен сообщениями между пользователями сети Intrenet, объединившимися для обсуждения какойлибо темы или по какому-либо поводу. Обмен производится с помощью, например, электронных писем, средств видеосвязи.
5. Электронная доска объявлений (BBS) — (Bulletin Board System) специализированные программные средства, служащие для обеспечения интерактивного доступа к различным информационным ресурсам. Компьютер в BBS является телекоммуникационным узлом.
5. Электронная доска объявлений (BBS) — (Bulletin Board System) специализированные программные средства, служащие для обеспечения интерактивного доступа к различным информационным ресурсам. Компьютер в BBS является телекоммуникационным узлом, для доступа к которому используется одна или несколько обычных коммутируемых телефонных линий. Пользователь, подключившийся к BBS с помощью одной из коммуникационных программ, получает возможность просмотреть объявления, обменяться с другими пользователями письмами по электронной почте (или файлами), хранящимися в архивах ПК BBS, поучаствовать в телеконференциях или пообщаться в режиме прямого диалога с теми, кто в данный момент также работает на этой BBS.
6. Электронная почта — средство обмена сообщениями в глобальной сети. В глобальной сети с ее помощью можно послать электронное письмо (текст или произвольный файл, преобразованный в текстовый вид). Время доставки писем в глобальной сети — несколько секунд или минут.
Вернуться к списку разделов
Список вопросов для самоконтроля: ´ Назовите основные протоколы передачи данных в сети Интернет? ´ Что необходимо для организации одноранговой локальной сети? ´ Что необходимо для организации локальной сети с выделенным сервером? ´ Что необходимо для подключения к сети Интернет?
Рекомендуемая литература: 1. Информационные системы и технологии в экономике и управлении: учебник / под ред. проф. В. В. Трофимова. – 3 -е изд. , перераб. и доп. – М. : Юрайт-Издат, 2009. – 521 с. – (Университеты России). 2. Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник/ М. И. Семенов, И. Т. Трубилин, В. И. Лойко, Т. Б. Барановская; Под общ. ред. И. Т. Трубилина. - М. : Финансы и статистика, 2003. – 416 с.
КОНЕЦ МОДУЛЯ
Скачать презентацию Российский государственный профессионально-педагогический университет Компьютерные сети Учебный модуль
_Лекц сети - общие понятия РГППУ - правки.ppt