Сетевые технологии Лекция 5
План Общая характеристика сетей Классификация компьютерных сетей Локальные сети Интернет Литература
Литература Романова Ю. Д. Информатика и информационные технологии : учеб. пособие / Ю. Д. Романова, П. А. Музычкин, И. Г. Лесничая, В. И. Шестаков, И. В. Миссинг; под ред. Ю. Д. Романовой. – 4 -е изд. , перераб. и доп. – М. : Эксмо, 2010. – с. 620 -627, 628 -647. Акулов О. А. , Медведев Н. В. Информатика: базовый курс / О. А. Акулов, Н. В. Медведев. 2 -е изд. , испр. и доп. – М. : Омега-Л, 2005. – с. 421 -424. Статья «Локальная вычислительная сеть» в свободной энциклопедии «Википедия» // http: //ru. wikipedia. org/ Статья «URL» в свободной энциклопедии «Википедия» // http: //ru. wikipedia. org/ Статья «Интернет» в свободной энциклопедии «Википедия» // http: //ru. wikipedia. org/ План
Общая характеристика сетей Коммуникационная сеть – система, состоящая из объектов, осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и потребления продукта, называемых пунктами (узлами) сети, и линий передачи (связей, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу продукта между пунктами. В качестве продукта могут фигурировать информация, энергия, масса, и соответственно различают группы сетей информационных, энергетических, вещественных. В группах сетей возможно разделение на подгруппы. Так, среди вещественных сетей могут быть выделены сети транспортные, водопроводные, производственные и др.
Общая характеристика сетей Информационная сеть – коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация. Вычислительная сеть – информационная сеть, в состав которой входит вычислительное оборудование. Компонентами вычислительной сети могут быть ЭВМ и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети. Эти компоненты составляют оконечное оборудование данных (ООД). В качестве ООД могут выступать ЭВМ, принтеры, плоттеры и другое вычислительное, измерительное и исполнительное оборудование автоматических и автоматизированных систем. Собственно пересылка данных происходит с помощью сред и средств, объединяемых под названием среда передачи данных.
Общая характеристика сетей Компьютерная сеть — система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Компьютерная сеть включает аппаратное и программное обеспечение, необходимое для подключения компьютеров и другого электронного оборудования к каналу, по которому они могут общаться друг с другом. Устройства, которые взаимодействую с другими устройствами в сети, называются узлами, станциями или сетевыми устройствами. Телекоммуникационная сеть реализует синтез компьютерных сетей и средств телефонной, телевизионной, спутниковой связи. Телекоммуникационная сеть обеспечивает обмен текстовой, графической, звуковой, видеоинформацией в виде запросов пользователя и получения им ответов из информационного банка данных.
Общая характеристика сетей К телекоммуникационным сетям предъявляются следующие требования: Расширяемость – возможность легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, сервисов). Производительность – время реакции, пропускная способность и задержка передачи. Масштабируемость – возможность наращивания сети без потери производительности. Надежность, сохранность информации и защита от искажений – дублирование отдельных элементов, создание копий и др. Безопасность передачи данных, обеспечиваемая специальными аппаратными и программными средствами.
Общая характеристика сетей Рассмотрим компоненты аппаратного и программного обеспечения сетей: Рабочая станция – компьютер, подключенный к сети и работающий под управлением локальной операционной системы. Серверы сети – выполняют функцию управления распределением сетевых ресурсов и предоставления различного рода сервисных услуг. Средства связи – витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, телефон и др. Далее…
Общая характеристика сетей Коммуникационные узлы: • модемы (модем – устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции, т. е. преобразующее цифровой сигнал в аналоговый и наоборот), • повторители (предназначены для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения сигнала «один в один» ), • сетевые коммутаторы (свитч — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента, и передающее данные только непосредственно получателю), • маршрутизаторы (роутер, рутер — сетевое устройство, принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня), • сетевые шлюзы (сетевое устройство или программное средство для сопряжения разнородных сетей) и др. Далее…
Общая характеристика сетей Программное обеспечение необходимое для решения задач обработки информации, осуществления планирования и организации коллективного доступа к информационным ресурсам сети, динамического распределения этих ресурсов. План
Классификация сетей Признаки классификации вычислительных сетей:
Классификация сетей Территориальная распределенность. В зависимости от расстояния между связываемыми узлами различают вычислительные сети: Локальные (ЛВС, LAN – Local Area Network) – охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций на более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1. . 2 км). Корпоративные (масштаба предприятия) – совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или нескольких близко расположенных зданиях. Далее…
Классификация сетей Территориальные – охватывающие значительное географическое пространство, среди территориальных сетей можно выделить сети региональные и глобальные, имеющие соответственно региональные (MAN – Metropolitan Area Network) или глобальные масштабы (WAN – Wide Area Network). Особо выделяют глобальную сеть Интернет – глобальная телекоммуникационная информационная сеть (мегасеть), объединяющая десятки тысяч сетей ЭВМ, охватывающих более ста стран, миллионы подключенных узлов ЭВМ, десятки миллионов пользователей.
Классификация сетей Топология. Сетевая топология — способ связывания элементов сети, схема расположения и соединения сетевых устройств. Сетевая топология может быть: физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети; логической — описывает передачу сигнала в рамках физической топологии; информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети; управления обменом — описывает принцип передачи права на пользование сетью.
Классификация сетей По способу организации физических связей различаются полносвязные (каждый компьютер сети связан со всеми остальными –В) и неполносвязные (обмен информацией между двумя компьютерами происходит через другие узлы сети) топологии. Существует несколько базовых топологий: полносвязная, шина, кольцо, звезда. Остальные топологии являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными. полносвязная шина кольцо звезда
Классификация сетей Шинная топология – базовая неполносвязная топология компьютерной сети, представляющая собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все компьютеры сети. На концах кабеля находятся терминаторы (поглотители энергии), для предотвращения отражения сигнала.
Классификация сетей Кольцо — базовая неполносвязная топология компьютерной сети, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи работает только один передатчик и один приемник.
Классификация сетей Звезда — базовая неполносвязная топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (центральному компьютеру или сетевому концентратору), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии. Обмен информацией идет исключительно через центральный узел.
Классификация сетей Способ управления. В зависимости от способа управления различают сети: Сети на основе серверной архитектуры в них выделяется один или несколько узлов (серверов), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, на них работают пользователи. Сети с серверной архитектурой различаются по характеру распределения функций между серверами, т. е. по типам серверов (например, файл-серверы, серверы баз данных и др. ). При специализации серверов по определенным приложениям получается распределенная вычислительная сеть. Далее…
Классификация сетей Одноранговые – в них все узлы равноправны. Поскольку в общем случае под клиентом понимается объект (устройство или программа), запрашивающий некоторые услуги, то каждый узел в одноранговой сети может выполнять функции и клиента, и сервера. Сетецентрические. В соответствии с этой концепцией пользователь имеет лишь дешевое оборудование для обращения к удаленным компьютерам, а сеть обслуживает заказы на выполнение вычислений и получения информации. Это означает, что пользователю не нужно приобретать ПО для решения прикладных задач, ему нужно лишь платить за выполненные заказы. Подобные компьютеры называют тонкими клиентами. План
Локальные сети Способы подключения к локальной сети Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются через технологию Ethernet (пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных), беспроводные — через Wi-Fi (стандарт на оборудование беспроводной локальной вычислительной сети), Bluetooth (технология беспроводных персональных сетей), GPRS (технология передачи данных в мобильных сетях) и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь шлюзы с другими локальными сетями, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.
Локальные сети Технология Ethernet – это пакетная технология передачи данных. Суть пакетной технологии заключается в следующем: Исходящее сообщение подвергаются пакетированию, т. е. разбивается на части – пакеты, имеющие фиксированную длину, например, 1 Кбит. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором находится адресная информация, а также номер пакета, необходимый для сборки сообщения. Пакеты транспортируются сетью как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты и на основе адресной информации передают их другу, а в конечном итоге и получателю сообщения. В пункте назначения из пакетов формируется исходное сообщение.
Локальные сети Для подключения компьютера к локальной сети по технологии Ethernet он должен иметь сетевую плату (сетевой адаптер).
Локальные сети Wi-Fi представляет собой наиболее распространенный и популярный канал беспроводной связи между компьютерами, периферийными устройствами, а также канал связи для выхода в Интернет. В структуре Wi-Fi выделяют следующие основные понятия: • Точка доступа. Это маршрутизатор, который осуществляет связь компьютеров и устройств между собой. Радиус действия стандартной точки доступа – примерно 200 -250 метров. • Клиент. Это пользователь, который подключается к точке доступа. Клиент должен иметь Wi-Fi адаптер, например, Wi-Fi USB-адаптер.
Локальные сети Адресация в локальной сети Каждый узел локальной сети идентифицирован своим логическим IP-адресом, который определяет положение компьютера в сети. Каждый IP-адрес состоит из идентификатора сети (ID сети) и идентификатора узла (ID узла): • ID сети, также известный как адрес сети, идентифицирует системы, которые расположены в одной и той же физической сети. Все компьютеры в физической сети должны иметь один и тот же ID сети, ID сети должен быть уникален в межсетевой среде. • ID узла, также известный как адрес узла, идентифицирует каждый узел в пределах сети.
Локальные сети IP-адреса – это номера, которые разделены на четыре поля по 8 бит, называемые октетами. Минимально в октете может быть записано число – 0 (0000), максимально – 255 (1111). Поддерживаются классы адресов А, В и C. Классы определяют, какие биты используются для ID сети и какие – для ID узла. В локальных сетях используются специальные адреса: • 10. 0— 10. 255 (1 сеть класса A или 16 777 216 узлов); • 172. 16. 0. 0— 172. 31. 255 (16 сетей класса B или 1 048 576 узлов); • 192. 168. 0. 0— 192. 168. 255 (256 сетей класса C или 65 536 узлов). Такие адреса называют локальными или серыми, эти адреса не маршрутизируются в Интернет.
Локальная сеть Сетевые протоколы Сетевой протокол — набор правил (соглашений), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включенными в сеть устройствами. Сетевые протоколы предписывают правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Они строятся по многоуровневому принципу. Протокол некоторого уровня определяет одно из технических правил связи. В настоящее время для сетевых протоколов используется модель OSI (Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем, ВОС).
Локальная сеть Модель OSI — это 7 -уровневая логическая модель работы сети. Модель OSI реализуется группой протоколов и правил связи, организованных в несколько уровней: на физическом уровне определяются физические (механические, электрические, оптические) характеристики линий связи; на канальном уровне определяются правила использования физического уровня узлами сети; сетевой уровень отвечает за адресацию и доставку сообщений; транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонентов сообщения; Далее…
Локальная сеть задача сеансового уровня — координация связи между двумя прикладными программами, работающими на разных рабочих станциях; уровень представления служит для преобразования данных из внутреннего формата компьютера в формат передачи; прикладной уровень является пограничным между прикладной программой и другими уровнями — обеспечивает удобный интерфейс связи сетевых программ пользователя.
Локальная сеть Стек протоколов TCP/IP — это два протокола нижнего уровня, являющиеся основой связи в локальной сети и сети Интернет. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) разбивает передаваемую информацию на порции и нумерует все порции. С помощью протокола IP (Internet Protocol) все части передаются получателю. Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли части получены. При получении всех порций TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое. План
Интернет (англ. Internet) — всемирная система добровольно объединённых компьютерных сетей. Интернет образует всемирную (единую) информационную среду и служит физической основой для Всемирной паутины. Основой работы сети Интернет является стек протоколов TCP/IP. Существуют и другие важные протоколы: • протокол пересылки файлов FTP (File Transfer Protocol), • почтовый протокол POP (Post Office Protocol, в настоящее время используется протокол POP 3, используемый почтовым клиентом для получения сообщений электронной почты с сервера), • протокол передачи почты SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), • протокол передачи гипертекста HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) и др.
Интернет Для однозначного определения компьютера в Интернет применяется система IP-адресов. Числовые адреса используются компьютерами для связи между ними, но они не удобны для запоминания и использования людьми. Поэтому в Интернете поддерживается система имен доменов (DNS – Domain Name System), в которой каждому компьютеру наряду с IP-адресом присваивается уникальное имя. В основе системы доменных имен лежит иерархический принцип. Имя строится из нескольких элементов, между которыми ставятся точки.
Интернет Самый старший домен в имени указывается справа. Система имен доменов имеет четко выраженный региональный характер. Обычно последний элементом в имени является двухсимвольный код страны. Также могут использоваться следующие обозначения: net – сетевые ресурсы, edu – образовательные организации, com – коммерческие организации, mil – военные организации, gov – правительственные организации, org – прочие организации. Обычно название домена второго уровня соответствует названию фирмы или организации, или указывает на называние сервера (www. microsoft. com).
Интернет Существует несколько основных способов подключения к Интернет: Коммутируемый доступ по телефонной линии при помощи модема. На основе технологии ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) по телефонной линии с ассиметричной передачей данных при помощи ADSLмодема. Технология ADSL использует телефонные кабели, на которые устанавливаются сплиттеры. ADSL-сплиттер разделяет частоты голосового сигнала (0, 3 — 3, 4 КГц) от частот, используемых ADSL-модемом (26 КГц — 1. 4 МГц). Таким образом, исключается взаимное влияние модема и телефонного аппарата. Далее…
Интернет По выделенной линии. Данное подключение предполагает создание специального канала связи (выделенной линии). Для подключения необходимо наличие в компьютере сетевой карты. По технологии GPRS (GPRS - General Packet Radio Service / пакетная радиосвязь общего пользования). GPRS осуществляет пакетную передачу данных и дает возможность пользователю мобильного телефона производить обмен данными с другими устройствами в сети мобильной связи и с внешними сетями, в том числе Интернет.
Интернет Доступ в Интернет предоставляют Интернет-провайдеры. Интернет-провайдер — организация, предоставляющая услуги доступа к Интернету и иные, связанные с Интернетом услуги.
Интернет В число предоставляемых Интернет-провайдером услуг могут входить: • доступ в Интернет по коммутируемым и выделенным каналам, • выделение дискового пространства для хранения и обеспечения работы сайтов (хостинг), • поддержка работы почтовых ящиков или виртуального почтового сервера, • размещение оборудования клиента на площадке провайдера (колокация), • аренда выделенных и виртуальных серверов, • резервирование данных и другие.
Сервисы Интернет - услуги, предоставляемые в сети Интернет пользователям, программам, системам, уровням, функциональным блокам. Наиболее распространенными сервисами, предоставляемыми пользователям, являются: • Система гипермедиа www • Электронная почта (E-mail) • Передача файлов по сети (FTP) • Телеконференции • Списки рассылки • Поисковые системы • Форумы и др.
Сервисы Интернет World Wide Web (WWW) В этом сервисе используется прокол передачи гипертекста HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). Гипертекстовые документы могут содержать текст, изображения, звук, анимацию и ссылки на другие ресурсы, которые могут находиться на другом компьютере в любой части света. Для получения доступа к ресурсам Интернет созданы специальные универсальные средства продвижения по сетям, называемые браузерами (от английского browser) или обозревателями. В поставку Windows входит обозреватель – Internet Explorer. Также широко используются следующие браузеры: Firefox, Mozilla, Opera, Netscape Communicator.
Сервисы Интернет Для обращения к требуемому ресурсу из обозревателя необходимо указать URL данного ресурса. URL (URL — Uniform Resource Locator, единый указатель ресурсов) — это стандартизированный способ записи адреса ресурса в сети Internet.
Сервисы Интернет Имеется следующая традиционная форма записи URL: <схема>: //<логин>: <пароль>@<хост>: <порт>/<URL‐путь> В этой записи: • схема обращения к ресурсу, в большинстве случаев имеется в виду сетевой протокол, например, ftp, http, mailto и др. ; • логин — имя пользователя, используемое для доступа к ресурсу; • пароль, ассоциированный с указанным именем пользователя; • хост — полностью прописанное доменное имя хоста в системе DNS или IP-адрес хоста; • порт хоста для подключения; • URL-путь — уточняющая информация о месте нахождения ресурса.
Сервисы Интернет Поисковые системы Интернета Все поисковые системы состоят из трех базовых компонентов: • Веб-паук (web spider); • Индексатор; • Поисковая машина.
Сервисы Интернет Веб-паук представляет собой программу, которая обходит страницы с заданными URL, скачивает их в базу данных, а затем архивирует и перекладывает в хранилище один раз в сутки. Индексатор – это программа, которая занимается обработкой страниц, скаченных при помощи веб-паука. Ее задача – «прочесть» все документы, извлечь из них слова и разместить их в специальную базу данных - индекс. Поисковая машина – обеспечивает точность и корректность обработки данных. От ее особенностей зависит, насколько быстро и точно пользователь найдет то, что его интересует. Когда пользователь вводит свой запрос, поисковая машина ищет ответ в своей индексной базе и выводит результаты в соответствии со своим алгоритмом поиска.
Сервисы Интернет Наиболее популярными в настоящее время являются поисковые системы: Rambler (www. rambler. ru), Yandex (www. yandex. ru), Google (www. google. ru), Altavista (www. altavista. com), Yahoo (www. yahoo. ru).
Сервисы Интернет Электронная почта (E-mail) – это метод передачи сообщений электронным способом. При обмене сообщениями отправителю и получателю не нужно одновременно быть на линии связи. Отправляемая корреспонденция попадает в почтовый ящик, откуда их можно взять в удобное для себя время. Обычно поставщик услуг Интернета открывает клиенту электронный почтовый ящик, в который будет попадать направляемая пользователю корреспонденция. Также почтовый ящик можно завести на бесплатных почтовых серверах, например, www. mail. ru, www. yandex. ru, www. rambler. ru, и др. Почтовому ящику ставится в соответствие адрес почты (E-mail адрес) и пароль.
Сервисы Интернет FTP Протокол передачи файлов (FTP – File Transfer Protocol) позволяет получать и передавать файлы. Для поиска нужных файлов обычно пользуются поиском по FTP-серверам с помощью WWW. Сейчас существует много сайтов, предоставляющих такие услуги, например, www. filesearch. ru. При указании имени файла можно использовать знаки «*» и «? » для обозначения неизвестных окончаний или букв в имени файла. Также для поиска файлов можно пользоваться специальными каталогами: www. freesoft. ru, www. softfree. ru, www. listsoft. ru. В каталоге программы разбиты по темам, часто ссылки на них снабжены описаниями. Ссылки ведут на FTP-серверы. Большинство крупных каталогов имеют поисковую систему. В этом случае поиск осуществляется не по всему пространству FTP -архивов, а только по файлам, зарегистрированным в данном каталоге. План
Витая пара – вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой, покрытых пластиковой оболочкой. Вернутьс я
Коаксиальный кабель — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов. Устройство коаксиального кабеля: 1 — внутренний проводник (медная проволока), 2 — изоляция (сплошной полиэтилен), 3 — внешний проводник (оплётка из меди), 4 — оболочка (светостабилизированный полиэтилен). Вернутьс я
Оптоволоконный кабель Оптическое волокно — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Кабели на базе оптических волокон используются в волоконнооптической связи, позволяющей передавать информацию на большие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. Вернутьс я
Скачать презентацию Сетевые технологии Лекция 5 План Общая характеристика
Лекция 4_Сетевые технологии.pptx