ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Литература О А Акулов Н

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Литература О. А. Акулов, Н. В. Медведев Информатика: базовый курс: учеб. пособие для студентов вузов / О. А. Акулов, Н. В. Медведев. 2 -е изд. , испр. и доп. – М. : Омега-Л, 2005. – 552 с. – с. 421 -456. 2. 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. 628 -647. 3. Статья «Интернет» в свободной энциклопедии «Википедия» // http: //ru. wikipedia. org 1. 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.

Информационные сети • 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 может быть вычислительное, измерительное и исполнительное оборудование автоматических и автоматизированных систем. • Компьютерная сеть – вычислительная сеть, предназначенная для связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и др. ).

Информационные сети • Телекоммуникационная сеть реализует синтез компьютерных сетей и средств телефонной, телевизионной, спутниковой связи.

Компоненты аппаратного обеспечения компьютерных сетей • Рабочие станции (компьютеры рядовых пользователей, подключенные к сети и получающие доступ к ресурсам серверов). • Серверы (выполняют функцию управления распределением сетевых ресурсов и предоставления сервисных услуг). • Каналы связи (витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель и др. ). • Коммуникационные узлы (модемы, повторители, сетевые коммутаторы, маршрутизаторы, сетевые шлюзы и др. ).

Витая пара q Витая пара – вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой, покрытых пластиковой оболочкой.

Коаксиальный кабель q 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).

Оптическое волокно q 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.

Модем q Модем – устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, и выполняющее функцию модуляции и демодуляции сигнала, т. е. преобразующее цифровой сигнал в аналоговый и наоборот.

Повторители q Повторители предназначены для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения сигнала «один в один» .

Сетевой коммутатор q Сетевой коммутатор (англ. switch) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента, и передающее данные только непосредственно получателю.

Маршрутизатор q Маршрутизатор (англ. router) — сетевое устройство, принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня.

Сетевой шлюз q Сетевой шлюз – сетевое устройство или программное обеспечение для сопряжения разнородных сетей, Например, шлюзы (Gateway) для подключения аналоговых телефонов к IP-сетям (IP-телефония). Такой шлюз имеет порт для подключения к IP-сети, порты для подключения к телефонной линии и телефонному аппарату. Шлюз преобразует аналоговую информацию (голос) в цифровую для передачи по IP-сети и наоборот.

Компоненты программного обеспечения компьютерных сетей • Сетевая операционная система – ОС со встроенными возможностями для работы в компьютерных сетях. • Драйверы сетевого оборудования (модемов, сетевых карт, Wi-Fi адаптеров и др. ). • Программы и утилиты для настройки и обслуживания компьютерных сетей (установления связи между компьютерами, контроля доступа, защиты информации и др. ). • Программы для обеспечения работы пользователя в сети (браузеры, почтовые клиенты, программы для организации сетевых конференций и др. ). План

Классификация сетей • Признаки классификации вычислительных сетей:

Территориальная распределенность • Локальные (ЛВС, LAN – Local Area Network) – охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности узлов не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1. . 2 км). • Территориальные – охватывающие значительное географическое пространство, среди территориальных сетей можно выделить сети муниципальные (MAN – Metropolitan Area Network) и глобальные (WAN – Wide Area Network). • Особо выделяют глобальную сеть Интернет.

Территориальная распределенность Персональные Локальные (LAN) Муниципальные (MAN) • Сети для одного человека (1 м) • Комната (10 м) • Здание (100 м) • Кампус (1 км) • Город (10 км) Глобальные (WAN) • Страна (100 км) • Континент (1000 км) Интернет (Internet) • Планета

Сетевая топология 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.

Физическая топология • 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 неполносвязных топологий: шина, кольцо, звезда. Остальные топологии являются комбинациями базовых, в общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными.

Неполносвязные топологии • Шинная (bus) – локальная сеть, в которой связь между любыми двумя узлами устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любому узлу, одновременно становятся доступными для всех других узлов, подключенных к этой же среде передачи данных. • Кольцевая (ring) – узлы связаны кольцевой линией передачи данных (к каждому узлу подходят две линии). Данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети. • Звездная (star) – имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов.

Способ управления • На основе одноранговой архитектуры – все узлы сети равноправны. • На основе серверной архитектуры – в них выделяется один или несколько узлов (серверов), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, на остальных узлах (клиентах) работают пользователи.

Однотипность ЭВМ в сети • В зависимости от того, одинаковые или неодинаковые ЭВМ применяются в сети, различают сети однотипных ЭВМ, называемые однородными, и разнотипные ЭВМ – неоднородные (гетерогенные). • В крупных автоматизированных системах, как правило, сети оказываются неоднородными.

Принадлежность • В зависимости от прав собственности на сети последние могут быть сетями общего пользования (public) или частными (private). • Среди сетей общего пользования выделяют телефонные сети и сети передачи данных. Общего пользования (public) Сети (по принадлежности) Частные (private)

Классификация компьютерных сетей • Признаком различия сетей являются также используемые в них протоколы обмена информацией. • Протокол – это набор правил или стандартов, регламентирующих взаимодействие элементов сети и обеспечивающих корректность передачи данных. План

Каналы связи Данные в информационных сетях передаются по каналам связи. Под каналом связи понимают физическую среду и аппаратные средства, осуществляющие передачу информации между узлами связи. Каналы связи делятся на цифровые и аналоговые. По возможным направлениям передачи информации различают каналы: Симплексные, позволяющие передавать данные только в одном направлении. Полудуплексные, передающие данные в обоих направлениях, но не одновременно. Дуплексные, позволяющие передавать одновременно данные в обоих направлениях.

Каналы связи • Каналы связи различаются по своей пропускной способности. Пропускная способность – это количество информации, передаваемое каналом в единицу времени. • Измеряется пропускная способность в бит/с. В честь изобретателя телеграфа эту единицу назвали Бод: 1 Бод = 1 бит/с • Пропускная способность канала связи определяется двумя параметрами: разрядностью и частотой. q Разрядность – максимальное количество информации, которое может быть одновременно помещено в канал связи. q Частота показывает, сколько раз информация может быть помещена в канал связи в единицу времени.

Протоколы • Задача согласованного взаимодействия различных ресурсов сети решается с помощью системы специальных процедур, называемых протоколами. • Протокол – это совокупность соглашений относительно способа представления данных, обеспечивающего их передачу в нужных направлениях и правильную интерпретацию данных всеми участниками информационного обмена.

Протоколы • Существует несколько стандартных наборов (стеков) протоколов. • Стек коммуникационных протоколов – иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети.

Стек протоколов TCP/IP Одним из самых используемых в настоящее время стеков протоколов является TCP/IP. Этот стек протоколов используется для связи компьютеров в сети Интернет, а также в огромном числе локальных сетей. Стек протоколов TCP/IP вобрал в себя большое число протоколов прикладного уровня. К ним относятся: протокол передачи файлов FTP, протокол эмуляции терминалов Telnet, почтовый протокол SMTP и др. Основными протоколами стека, давшими ему название, являются протоколы IP и TCP, которые в терминологии модели OSI относятся к сетевому и транспортному уровням.

Протокол IP • Протокол IP (Internet Protocol) работает на сетевом уровне. • В протоколе IP используется коммутация пакетов, а выбор маршрутов осуществляется с помощью динамических таблиц маршрутизации, которые анализируются при прохождении каждого маршрутизатора.

Протокол TCP • Протокол TCP (Transmission Control Protocol) – протокол управления передачей относится к транспортному уровню. • Протокол TCP работает совместно с протоколом IP и обеспечивает передачу пакетов в сети. • Протокол предусматривает фрагментацию сообщения и его сборку с помощью последовательной нумерации фрагментов. Благодаря использованию подтверждений с помощью протокола TCP хорошо контролируются ошибки.

Протокол FTP • Протоколы стека TCP/IP верхнего уровня обычно реализуют приложения или службы для работы в Интернете, например передачу файлов или электронную почту. • Протокол FTP (File Transfer Protocol) применяется для передачи файлов между узлами сети.

Протокол Telnet • Протокол Telnet используют для эмуляции удаленных терминалов. Эта служба позволяет пользователям обращаться к приложениям удаленной системы путем эмуляции одного из ее терминалов. Протокол поддерживает соединение между различными ОС.

Протокол SMTP • Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – упрощенный протокол передачи электронной почты. Этот протокол маршрутизирует в настоящее время почти все почтовые сообщения. План

Адресация в компьютерных сетях • IP-адрес (сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP. • В Интернете требуется глобальная уникальность IP-адреса, который определяется провайдером, либо региональным Интернет-регистратором. • В случае работы в локальной сети требуется уникальность адреса только в пределах данной сети, адрес выбирается администратором из блоков адресов, специально зарезервированных для локальных сетей.

Адресация в компьютерных сетях Адреса IPv 6 отображаются как восемь групп по четыре шестнадцатеричные цифры, разделённые двоеточием. Например, 2001: 0 db 8: 11 a 3: 09 d 7: 1 f 34: 8 a 2 e: 07 a 0: 765 d

Домены • Доменное имя – это уникальный набор символов, который позволяет ассоциировать Интернет-ресурс с сервером (в частности с его IP-адресом), на котором он расположен. • Домен – это область пространства иерархических имен Интернета, которая обслуживается набором серверов доменных имен и централизованно администрируется. Преобразование доменного имени в IP-адрес и наоборот обеспечивает система доменных имен (Domain Name System, DNS).

Домены Название домена 2 уровня обычно соответствует названию организации или указывает на сервер, на котором находится ресурс. Иерархия доменов: http: //(www_или_домен(ы)_n_уровня). домен_2_уровня. домен_1(вер хнего)_уровня/

URL • URL (URL – Uniform Resource Locator, единый указатель ресурсов) – это стандартизированный способ записи адреса ресурса в Интернете. • Короткий вариант записи URL: <схема>: //<хост>/ или <схема>: //<хост>/ • схема – схема обращения к ресурсу, обычно сетевой протокол; • хост – доменное имя (или IP-адрес) сервера, на котором находится ресурс; • URL-путь – уточняющая информация о месте нахождения ресурса.

URL Примеры URL: • http: //www. chsu. ru/ • http: //www. gosuslugi. ru/ • http: //www. microsoft. com/ru-ru/default. aspx План

Способы подключения к локальной сети • Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа. Проводные связи устанавливаются по технологии Ethernet (пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных), беспроводные — через Wi-Fi (стандарт на оборудование беспроводной локальной вычислительной сети), GPRS (технология передачи данных в мобильных сетях) и др.

Способы подключения к локальной сети • Технология Ethernet – это пакетная технология передачи данных. Для подключения компьютера к локальной сети по технологии Ethernet он должен иметь сетевую плату (сетевой адаптер).

Способы подключения к локальной 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 термины: q Точка доступа. Это непосредственный маршрутизатор, который осуществляет связь компьютеров и устройств между собой. q Клиент. Это уже непосредственный пользователь, который подключается к точке доступа. Клиент должен иметь Wi-Fi адаптер, например, Wi-Fi USB-адаптер.

Способы подключения к локальной сети • Точку доступа можно условно сравнить с вышкой сотового оператора, с той оговоркой, что у точки доступа меньший радиус действия и связь между подключенными к ней устройствами осуществляется по технологии Wi-Fi. • Радиус действия стандартной точки доступа – примерно 200 -250 метров, при условии, что на этом расстоянии не будет никаких препятствий (например, металлоконструкций, перекрытий из бетона и прочих сооружений, плохо пропускающих радиоволну).

Способы подключения к локальной сети • Беспроводные сети из нескольких точек доступа устанавливаются в больших офисных помещениях, зданиях и на других крупных объектах, в основном для того, чтобы создать одну беспроводную локальную сеть (WLAN). • К каждой точке доступа можно подключить до 254 клиентских компьютеров. • В большинстве случаев нецелесообразно подключать к одной точке доступа больше 10 компьютеров, т. к. скорость передачи данных на каждого пользователя распределяется в равных пропорциях и чем больше у одной точки доступа «клиентов» , тем меньше скорость у каждого из них.

Способы подключения к Интернету Существует несколько основных способов подключения к Интернету: Коммутируемый доступ по телефонной линии при помощи модема. На основе технологии x. DSL, чаще ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) по телефонной линии с ассиметричной передачей данных при помощи ADSL-модема.

Способы подключения к Интернету • ADSL — модемная технология, предназначенная для решения проблемы последней мили. • Преобразует стандартные абонентские телефонные аналоговые линии высокоскоростного доступа. Основное преимущество данной технологии в том, что используются уже проложенные телефонные кабели, на которые устанавливаются сплиттеры.

Способы подключения к Интернету • 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.

Способы подключения к Интернету 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.

Способы подключения к Интернету По технологии 3 G (англ. third generation — третье поколение). Технология 3 G – набор услуг, объединяющий высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных. По технологии 4 G (англ. fourth generation — четвёртое поколение). К четвёртому поколению относят технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с подвижным и 1 Гбит/с — стационарным абонентам.

Интернет-провайдеры • Доступ в Интернет предоставляют Интернет-провайдеры. Интернет-провайдер (Internet Service Provider, ISP) — организация, предоставляющая услуги доступа к Интернету и иные, связанные с Интернетом услуги. • 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 серверов и др. План

Интернет • Интернет (англ. Internet) — всемирная система добровольно объединённых компьютерных сетей. Интернет образует всемирную (единую) информационную среду и служит физической основой для Всемирной паутины.

Интернет-представительства владельцев бизнеса • Сайт-визитка – содержит общие данные о владельце сайта (Сайт • • полиграфического предприятия «АВК-принт» http: //www. avkprint. ru). Корпоративный сайт – содержит полную информацию о компаниивладельце, услугах/продукции, событиях в жизни компании и др. (Официальный сайт череповецкого металлургического комбината http: //www. severstal. ru). Каталог продукции – описание товаров/услуг, сертификаты, технические и потребительские данные, отзывы экспертов и др. (Каталог салфеток http: //www. salfetki. biz/katalog-produkcii. aspx). Интернет-магазин – сайт с каталогом продукции, с помощью которого клиент может заказать нужные ему товары (Онлайн мегамаркет Ozon. ru http: //www. ozon. ru ). Промо-сайт – сайт, содержащий подробную информацию о бренде и рекламных акциях (Официальный сайт компании «Samsung» http: //www. samsung. com/ru).

Информационные ресурсы • Тематический сайт – сайт, предоставляющий узкотематическую информацию (изучаем информатику http: //infnm. ru/2011 -04 -14 -08 -50 -00. html). • Тематический портал – веб-ресурс, который предоставляет исчерпывающую информацию по определенной тематике (портал государственных услуг РФ http: //www. gosuslugi. ru).

Веб-сервисы • Поисковый сервис – программно-аппаратный комплекс с веб- интерфей-сом, предоставляющий возможность организации поиска информации в Интернете (Google (http: //www. google. ru/), Rambler (http: //www. rambler. ru/), Yandex (http: //www. yandex. ru/)). • Почтовый сервис – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для работы с электронными сообщениями (Mail. Ru (http: //www. mail. ru/)). • Доска объявлений – услуга по размещению объявлений клиентов, как на платной, так и бесплатной основе (qp. ru (http: //qp. ru/)). • Каталог сайтов – сервис, предоставляющий возможность поиска сайта, содержащего необходимую пользователю информацию (Open Directory Project (http: //www. dmoz. org/)).

Веб-сервисы • Файлообменный сервис – сервис, предназначенный для организации обмена файлами между пользователями (Nova. Film. TV (http: //novafilm. tv/)). • Сервис редактирования данных – онлайн-сервис, предоставляющий пользователю необходимое ему ПО для редактирования данных (Google Docs (http: //docs. google. com/)). • Сервис хранения данных – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для организации хранения файлов пользователя в Интернете (Sky. Drive (одна из служб Windows. Live – http: //login. live. com/)). • Социальные медиа.

Социальные медиа • Веб-форум – сервис, обеспечивающий общение посетителей • • • сайта (Бизнес-форум Biznet. ru (http: //www. biznet. ru/)). Блог – сайт, основное содержимое которого — регулярно добавляемые записи пользователей, содержащие текст, изображения и др. (Блог. ru (http: //blog. ru/)). Вики – сайт, структуру и содержимое которого пользователи могут самостоятельно изменять с помощью инструментов, предоставляемых данным сайтом (Wikia (http: //ru. community. wikia. com/wiki/)). Фотохостинг – сервис, позволяющий публиковать изображения в Интернете (Picnik (http: //www. picnik. com/)). Хранение видео – сервис, позволяющий публиковать видео в Интернете (You. Tube (http: //www. youtube. com/)). Новости – сервис, предназначенный для оперативного распространения новостей среди друзей или неограниченного круга других пользователей (Reddit (http: //ru. reddit. com/r/ru)).

Социальные сети • Неспециализированные – комбинированный сервис, предназначенный для отражения, построения и организации социальных отношений (Facebook (http: //www. facebook. com/), Twitter (http: //twitter. com/)). • Специализированные – предназначены для общения пользователей, имеющих сходные интересы (My. Space (http: //ru. myspace. com/) – музыка, видео, телешоу и др. ). План