Цель обучения студентов основам компьютерных сетей - обеспечить знание теоретических и практических основ в области LAN и WAN, сетевых прикладных программ и приложений для создания веб-страниц и сайтов, в области организации компьютерной безопасности и защиты информации в сетях, а также в области ведения бизнеса в Интернет.

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, которые могут осуществлять информационное взаимодействие друг с другом с помощью коммуникационного оборудования и программного обеспечения.

Телекоммуникации - это передача и прием такой информации как звук, изображение, данные и текст на большие расстояния по электромагнитным системам: кабельным каналами; оптоволоконным каналам; радиоканалам и другим каналам связи. Телекоммуникационная сеть - это совокупность технических и программных средств, посредством которых осуществляются телекоммуникации. К телекоммуникационным сетям относятся: 1. Компьютерные сети (для передачи данных) 2. Телефонные сети (передача голосовой информации) 3. Радиосети (передача голосовой информации - широковещательные услуги) 4. Телевизионные сети (передача голоса и изображения - широковещательные услуги)

Зачем нужны вычислительные или компьютерные сети? Компьютерные сети создаются с целью доступа к общесистемным ресурсам (информационным, программным и аппаратным), распределенным (децентрализованным) в этой сети. По территориальному признаку различают сети локальные и территориальные (региональные и глобальные).

Следует различать компьютерные и терминальные сети. Компьютерные сети связывают компьютеры, каждый из которых может работать и автономно. Терминальные сети обычно связывают мощные компьютеры (мэйнфреймы) с терминалами (устройствами ввода - вывода информации). Примером терминальных устройств и сетей может служить сеть банкоматов или касс продажи билетов.

Основное отличие LAN от WAN состоит в качестве, использованных линий связи и в том, что в ЛВС существует только один путь передачи данных между компьютерами, а в WAN их множество (существует избыточность каналов связи). Так как линии связи в ЛВС более качественные, то скорость передачи информации в LAN гораздо выше, чем в WAN. Но осуществляется постоянное проникновение технологий LAN в WAN и наоборот, что значительно повышает качество сетей и расширяет спектр предоставляемых услуг. Таким образом, различия между LAN и WAN постепенно сглаживаются. Тенденция сближения (конвергенция) характерна не только для LAN и WAN, но и для телекоммуникационных сетей других типов, к которым относятся радиосети, телефонные и телевизионные сети. Телекоммуникационные сети состоят из следующих компонентов: сети доступа, магистрали, информационные центры. Компьютерную сеть можно представить многослойной моделью, состоящей из слоев:

 компьютеры;

 коммуникационное оборудование;

 операционные системы;

 сетевые приложения. В компьютерных сетях используются различные типы и классы компьютеров. Компьютеры и их характеристики определяют возможности компьютерных сетей. К коммуникационному оборудованию относятся: модемы, сетевые карты, сетевые кабели и промежуточная аппаратура сетей. К промежуточной аппаратуре относятся: приемопередатчики или трансиверы (traceivers), повторители или репитеры (repeaters), концентраторы (hubs), мосты (bridges), коммутаторы, маршрутизаторы (routers), шлюзы (gateways).

Для обеспечения взаимодействия программно-аппаратных комплексов в компьютерных сетях были приняты единые правила или стандарт, который определяет алгоритм передачи информации в сетях. В качестве стандарта были приняты сетевые протоколы, которые определяют взаимодействие оборудования в сетях. Так как взаимодействие оборудования в сети не может быть описано одним единственным сетевым протокол, то был применен многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия. В результате была разработана семиуровневая модель взаимодействия открытых систем - OSI. Эта модель разделяет средства взаимодействия на семь функциональных уровней: прикладной, представительный (уровень представления данных), сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия оборудования в сети, называется стеком коммуникационных протоколов. Наиболее популярным является стек - TCP/IP. Этот стек используется для связи компьютеров в сети Internet и в корпоративных сетях.

Протоколы реализуются автономными и сетевыми операционными системами (коммуникационными средствами, которые входят в ОС), а также устройствами телекоммуникационного оборудования (мостами, коммутаторами, маршрутизаторами, шлюзами). К сетевым приложениям относятся различные почтовые прикладные программы (Outlook Express, The Bat, Eudora и другие) и браузеры - программы для просмотра веб-страниц (Internet Explorer, Opera, Mozzila Firefox и другие). К прикладным программам для создания сайтов относятся: Macromedia HomeSite Plus, WebCoder, Macromedia Dreamweaver, Microsoft FrontPage и другие приложения. Большой интерес представляет глобальная информационная сеть Интернет. Internet – это объединение транснациональных компьютерных сетей с различными типами и классами компьютеров и сетевого оборудования, работающих по различным протоколам и передающих информацию по различным каналам связи. Интернет - это мощное средство телекоммуникации, хранения и предоставления информации, ведения электронного бизнеса и дистанционного (интерактивного или он-лайн) обучения.

Компьютерные сети и телекоммуникации XXI века

Введение

1. Аппаратные средства компьютерных сетей

2. Конфигурация ЛС и организация обмена информацией

2.1 Виды архитектур ЛС

2.2 Компоненты передачи данных по сети

2.3 Методы доступа в компьютерных сетях

3. Локальные сети ученого назначения

4. Телекоммуникации

Список использованной литературы

Введение

Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

Одна из первых возникших при развитии вычислительной техники задач, потребовавшая создания сети хотя бы из двух ЭВМ - обеспечение многократно большей, чем могла дать в то время одна машина, надежности при управлении ответственным процессом в режиме реального времени. Так, при запуске космического аппарата необходимые темпы реакции на внешние события превосходят возможности человека, и выход из строя управляющего компьютера грозит непоправимыми последствиями. В простейшей схеме работу этого компьютера дублирует второй такой же, и при сбое активной машины содержимое ее процессора и ОЗУ очень быстро перебрасывается на вторую, которая подхватывает управление (в реальных системах все, конечно, происходит существенно сложнее).

Сети ЭВМ породили существенно новые технологии обработки информации - сетевые технологии. В простейшем случае сетевые технологии позволяют совместно использовать ресурсы - накопители большой емкости, печатающие устройства, доступ в Internet, базы и банки данных. Наиболее современные и перспективные подходы к сетям связаны с использованием коллективного разделения труда при совместной работе с информацией - разработке различных документов и проектов, управлении учреждением или предприятием и т.д.

Компьютерные сети и сетевые технологии обработки информации стали основой для построения современных информационных систем. Компьютер ныне следует рассматривать не как отдельное устройство обработки, а как "окно" в компьютерные сети, средство коммуникаций с сетевыми ресурсами и другими пользователями сетей.

1. Аппаратные средства компьютерных сетей

Локальные сети (ЛС ЭВМ) объединяют относительно небольшое число компьютеров (обычно от 10 до 100, хотя изредка встречаются и гораздо больше) в пределах одного помещения (учебный компьютерный класс), здания или учреждении (например, университета). Традиционное название - локальная вычислительная сеть (ЛВС) - скорее дань тем временам, когда сети в основном использовались для решения вычислительных задач; сегодня же в 99% случаев речь идет исключительно об обмене информацией в виде текстов, графических и видео-образов, числовых массивов. Полезность ЛС объясняется тем, что от 60% до 90% необходимой учреждению информации циркулирует внутри него, не нуждаясь в выходе наружу.

Большое влияние на развитие ЛС оказало создание автоматизированных систем управления предприятиями (АСУ). АСУ включают несколько автоматизированных рабочих мест (АРМ), измерительных комплексов, пунктов управления. Другое важнейшее поле деятельности, в котором ЛС доказали свою эффективность - создание классов учебной вычислительной техники (КУВТ).

Благодаря относительно небольшим длинам линий связи (как правило, не более 300 метров), по ЛC можно передавать информацию в цифровом виде с высокой скоростью передачи. На больших расстояниях такой способ передачи неприемлем из-за неизбежного затухания высокочастотных сигналов, в этих случаях приходится прибегать к дополнительным техническим (цифро-аналоговым преобразованиям) и программным (протоколам коррекции ошибок и др.) решениям.

Характерная особенность ЛС - наличие связывающего всех абонентов высокоскоростного канала связи для передачи информации в цифровом виде. Существуют проводные и беспроводные каналы. Каждый из них характеризуется определенными значениями существенных с точки зрения организации ЛС параметров:

1. скорости передачи данных;

2. максимальной длины линии;

3. помехозащищенности;

4. механической прочности;

5. удобства и простоты монтажа;

6. стоимости.

В настоящее время обычно применяют четыре типа сетевых кабелей:

1. коаксиальный кабель;

2. незащищенная витая пара;

3. защищенная витая пара;

4. волоконно-оптический кабель.

Первые три типа кабелей передают электрический сигнал по медным проводникам. Волоконно-оптические кабели передают свет по стеклянному волокну.

Большинство сетей допускает несколько вариантов кабельных соединений.

Коаксиальные кабели состоят из двух проводников, окруженных изолирующими слоями. Первый слой изоляции окружает центральный медный провод. Этот слой оплетен снаружи внешним экранирующим проводником. Наиболее распространенными коаксиальными кабелями являются толстый и тонкий кабели "Ethernet". Такая конструкция обеспечивает хорошую помехозащищенность и малое затухание сигнала на расстояниях.

Различают толстый (около 10 мм в диаметре) и тонкий (около 4 мм) коаксиальные кабели. Обладая преимуществами по помехозащищенности, прочности, длине, толстый коаксиальный кабель дороже и сложнее в монтаже (его сложнее протягивать по кабельным каналам), чем тонкий. До последнего времени тонкий коаксиальный кабель представлял собой разумный компромисс между основными параметрами линий связи ЛВС и наиболее часто используется для организации крупных ЛС предприятий и учреждений. Однако более дорогие толстые кабели обеспечивают лучшую передачу данных на большее расстояние и менее чувствительны к электромагнитным помехам.

Витые пары представляют собой два провода, скрученных вместе шестью оборотами на дюйм для обеспечения защиты от электромагнитных помех и согласования электрического сопротивления. Другим наименованием, обычно потребляемым для такого провода, является "IBM тип-3". В США такие кабели прокладываются при постройке зданий для обеспечения телефонной связи. Однако использование телефонного провода, особенно когда он уже размещен в здании, может создать большие проблемы. Во-первых, незащищенные витые пары чувствительны к электромагнитным помехам, например электрическим шумам, создаваемым люминесцентными светильниками и движущимися лифтами. Помехи могут создавать также сигналы, передаваемые по замкнутому контуру в телефонных линиях, проходящих вдоль кабеля локальной сети. Кроме того, витые пары плохого качества могут иметь переменное число витков на дюйм, что искажает расчетное электрическое сопротивление.

Важно также заметить, что телефонные провода не всегда проложены по прямой линии. Кабель, соединяющий два рядом расположенных помещения, может на самом деле обойти половину здания. Недооценка длины кабеля в этом случае может привести к тому, что фактически она превысит максимально допустимую длину.

Защищенные витые пары схожи с незащищенными, за исключением того, что они используют более толстые провода и защищены от внешнего воздействия шеи изолятора. Наиболее распространенный тип такого кабеля, применяемого в локальных сетях, "IBM тип-1" представляет собой защищенный кабель с двумя витыми парами непрерывного провода. В новых зданиях лучшим вариантом может быть кабель "тип-2", так как он включает помимо линии передачи данных четыре незащищенные пары непрерывного провода для передачи телефонных переговоров. Таким образом, "тип-2" позволяет использовать один кабель для передачи как телефонных переговоров, так и данных по локальной сети.

Защита и тщательное соблюдение числа повивов на дюйм делают защищенный кабель с витыми парами надежным альтернативным кабельным соединением Однако эта надежность приводит к увеличению стоимости.

Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых импульсов стеклянным "проводам". Большинство систем локальных сетей в настоящее время поддерживает волоконно-оптическое кабельное соединение. Волоконно-оптический кабель обладает существенными преимуществами по сравнению с любыми вариантами медного кабеля. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены потерям информационных пакетов из-за электромагнитных помех. Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Однако наиболее важно то, что только оптический кабель имеет достаточную пропускную способность, которая в будущем потребуется для более быстрых сетей.

Пока еще цена волоконно-оптического кабеля значительно выше медного. По сравнению с медным кабелем монтаж оптического кабеля более трудоемок, по сколько концы его должны быть тщательно отполированы и выровнены до обеспечения надежного соединения. Однако ныне происходит переход на оптоволоконные линии, абсолютно неподверженные помехам и находящиеся вне конкуренции по пропускной способности. Стоимость таких линий неуклонно снижается, технологические трудности стыковки оптических волокон успешно преодолеваются.

Беспроводная связь на радиоволнах может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные сегменты локальных сетей на расстояниях 3 - 5 км (с антенной типа волновой канал) и 25 км (с направленной параболической антенной) при условии прямой видимости. Организации беспроводной сети существенно дороже, чем обычной.

Для организации учебных ЛС чаще всего используется витая пара, как самая дешевая, поскольку требования к скорости передачи данных и длине линий не являются критическими.

Для связи компьютеров с помощью линий связи ЛС требуются адаптеры сети (или, как их иногда называют, сетевые платы). Самыми известными являются: адаптеры следующих трех типов:

1. ArcNet; 2. Token Ring; 3. Ethernet.

2. Конфигурация ЛС и организация обмена информацией

2.1 Виды архитектур ЛС

В простейших сетях с небольшим числом компьютеров они могут быть полностью равноправными; сеть в этом случае обеспечивает передачу данных от любого компьютера к любому другому для коллективной работы над информацией. Такая сеть называется одноранговой.

Однако в крупных сетях с большим числом компьютеров оказывается целесообразным выделять один (или несколько) мощных компьютеров для обслуживания потребностей сети (хранение и передачу данных, печать на сетевом принтере). Такие выделенные компьютеры называют серверами; они работают под управлением сетевой операционной системы. В качестве сервера обычно используется высокопроизводительный компьютер с большим ОЗУ и винчестером (или даже несколькими винчестерами) большой емкости. Клавиатура и дисплей для сервера сети не обязательны, поскольку они используются очень редко (для настройки сетевой ОС).

Все остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции могут не иметь винчестерских дисков или даже дисководов вовсе. Такие рабочие станции называют бездисковыми. Первичная загрузка ОС на бездисковые рабочие станции происходит по локальной сети с использованием специально устанавливаемых на сетевые адаптеры рабочих станций микросхем ОЗУ, хранящих программу начальной загрузки.

ЛС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные конфигурации (или, как еще говорят, архитектуру, или топологию).

В кольцевой ЛС информация передается по замкнутому каналу. Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими соседями, хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети.

В звездообразной (радиальной) ЛС в центре находится центральный управляющий компьютер, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий их друг с другом.

В шинной конфигурации компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями.

В древовидной - существует "главный" компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня, и т.д.

Кроме того, возможны конфигурации без отчетливого характера связей; пределом является полносвязная конфигурация, когда каждый компьютер в сети непосредственно связан с любым другим компьютером.

В крупных ЛС предприятий и учреждений чаще всего используется шинная (шейная) топология, соответствующая архитектуре многих административных зданий, имеющих длинные коридоры и кабинеты сотрудников вдоль них. Для учебных целей в КУВТ чаще всего используют кольцевые и звездообразные ЛС.

В любой физической конфигурации поддержка доступа от одного компьютера к другому, наличие или отсутствие выделенного компьютера (в составе КУВТ его называют "учительским", а остальные - "ученическими"), выполняется программой – сетевой операционной системой, которая по отношению к ОС отдельных компьютеров является надстройкой. Для современных высокоразвитых ОС персональных компьютеров вполне характерно наличие сетевых возможностей (например, OS/2, WINDOWS 95-98).

2.2 Компоненты передачи данных по сети

Процесс передачи данных по сети определяют шесть компонент:

1. компьютер-источник;

2. блок протокола;

3. передатчик;

4. физическая кабельная сеть;

5. приемник;

6. компьютер-адресат.

Компьютер-источник может быть рабочей станцией, файл-сервером, шлюзом или любым компьютером, подключенным к сети. Блок протокола состоит из набора микросхем и программного драйвера для платы сетевого интерфейса. Блок протокола отвечает за логику передачи по сети. Передатчик посылает электрический сигнал через физическую топологическую схему. Приемник распознает и принимает сигнал, передающийся по сети, и направляет его для преобразования в блок протокола. Цикл передачи данных начинается с компьютера-источника, передающего исходные данные в блок протокола. Блок протокола организует данные в пакет передачи, содержащий соответствующий запрос к обслуживающим устройствам, информацию по обработке запроса (включая, если необходимо, адрес получателя) и исходные данные для передачи. Пакет затем направляется в передатчик для преобразования в сетевой сигнал. Пакет распространяется по сетевому кабелю пока не попадает в приемник, где перекодируется в данные. Здесь управление переходит к блоку протокола, который проверяет данные на сбойность, передает "квитанцию" о приеме пакета источнику, переформировывает пакеты и передает их в компьютер-адресат.

В ходе процесса передачи блок протокола управляет логикой передачи по сети через схему доступа.

Каждая сетевая ОС использует определенную стратегию доступа от одного компьютера к другому. Широко используются маркерные методы доступа (называемые селективной передачей), когда компьютер-абонент получает от центрального компьютера сети так называемый маркер - сигнал на право ведения передачи в течение определенного времени, после чего маркер передается другому абоненту. При конкурентном методе доступа абонент начинает передачу данных, если обнаруживает свободной линию, или откладывает передачу на некоторый промежуток времени, если линия занята другим абонентом. При другом способе - резервировании времени - у каждого абонента есть определенный промежуток, в течение которого линия принадлежит только ему.

Наиболее часто применяются две основные схемы:

Конкурентная (Ethernet);

С маркерным доступом (Token Ring, Arcnet).

Ведутся дебаты о том, какая схема более эффективна - конкурентная или с маркерным доступом. Сети с маркерным доступом обычно более медленные, но они дают более предсказуемыми свойствами, чем конкурентные. По мере роста числа пользователей у сетей с маркерным доступом параметры ухудшаются медленнее, чем у конкурентных сетей. Эффективность сети зависит от величины потока сообщений, который необязательно связан с числом активных рабочих станций. По конкурентной схеме, когда много рабочих станций одновременно пытаются пере-слать данные, возникают наложения. Таким образом, если большая часть обработки данных в сети выполняется локально (например, если рабочие станции заняты, главным образом, локальной подготовкой текстов), эффективность сети остается высокой, даже если к сети подключено много пользователей.

При схеме с маркерным доступом эффективность непосредственно определяем числом активных рабочих станций, а не полным потоком сообщений, передаваемым по сети. Каждый дополнительный пользователь добавляет еще один адрес, по которому будет передан маркер независимо от того, нуждается или нет рабочая станция в пересылке сообщения.

Сеть Ethernet использует для управления передачей данных по сети конкурентную схему. Элементы сети Ethernet могут быть соединены по шинной или звездной топологии с использованием витых пар, коаксиальных или волоконно-оптических кабелей.

Основным преимуществом сетей Ethernet является их быстродействие. Обладая скоростью передачи от 10 до 100 Мбит/с, Ethernet является одной из самых быстрых среди существующих локальных сетей. Однако такое быстродействие, в свою очередь, вызывает определенные проблемы: из-за того, что предельные возможности тонкого медного кабеля лишь незначительно превышают указанную скорость передачи в 10 Мбит/с, даже небольшие электромагнитные помехи могут значительно ухудшить производительность сети.

Как показывает их наименование, сети Token Ring используют для передачи данных схему с маркерным доступом. Сеть Token Ring физически выполнена по схеме "звезда", но ведет себя как кольцевая. Другими словами, пакеты данных передаются с одной рабочей станции на другую последовательно (как в кольцевой сети), но постоянно проходят через центральный компьютер (как в сетях типа "звезда"). Сети Token Ring могут осуществлять передачу как по незащищенным и защищенным витым проводным парам, так и по волоконно-оптическим кабелям.

Сети Token Ring существуют в двух версиях: со скоростью передачи в 4 и в 16 Мбит/с. Однако, хотя отдельные сети работают на скоростях либо 4, либо 16 Мбит/с, возможно соединение через мосты сетей с разными скоростями передачи. Сети Token Ring надежны, обладают высокой скоростью (особенно версия со скоростью передачи 16 Мбит/с) и просты для установки. Однако по сравнению с сетями ARCnet сети Token Ring дороги.

Сеть ARCnet использует схему с маркерным доступом и может работать как в шинной, так и в звездной топологии. Схема "звезда" обычно обеспечивает лучшую производительность, так как при этой топологии возникает меньше конфликта при передаче. ARCnet совместима с коаксиальными кабелями, витыми парами и волоконно-оптическими кабелями.

Системы ARCnet являются сравнительно медленными. Передача осуществляется на скорости лишь 2,5 Мбит/с, что значительно меньше, чем в других типах сетей. Несмотря на малое быстродействие, ARCnet сохраняет свою популярность. Ее маленькая скорость передачи является в своем роде компенсацией за эффективный метод передачи сигналов. ARCnet - сравнительно недорогая и гибкая система, которая легко устанавливается, расширяется и подвергается изменению конфигурации.

Правила организации передачи данных в сети называют протоколом. Определенный протокол поддерживается как аппаратно (адаптерами сети), так и программно (сетевой ОС).

В ЛС данные передаются от одного компьютера к другому блоками, которые называют пакетами данных. Станция, передающая пакет данных, обычно указывает в его заголовке адрес назначения данных и свой собственный адрес. Пакеты могут передаваться между рабочими станциями без подтверждения - это тип связи на уровне датаграмм. Проверка правильности передачи пакетов в этом случае выполняется сетевой ОС, которая может сама посылать пакеты, подтверждающие правильную передачу данных. Важное преимущество датаграмм - возможность посылки пакетов сразу всем станциям в сети.

Например, протокол передачи данных IPX (от слов "Internetwork Packet Exchange", что означает "межсетевой обмен пакетами") используется в сетевом программном обеспечении фирмы "Novell" и является реализацией датаграмм. Другой пример - разработанный фирмой IBM протокол NETBIOS, также получивший большую известность, тоже работает на уровне датаграмм.

Сетевой адрес состоит из нескольких компонентов:

1. номера сети;

2. адреса станции в сети;

3. идентификатора программы на рабочей станции.

Номер сети - это номер сегмента сети (кабельного хозяйства), определяемого системным администратором при установке сетевой ОС.

Адрес станции - это число, являющееся уникальным для каждой рабочей станции. Уникальность адресов при использовании адаптеров Ethernet обеспечивается заводом-изготовителем плат (адрес станции записывается в микросхеме ОЗУ адаптеров).На адаптерах ArcNet адрес станции устанавливается при помощи перемычек или микропереключателей.

Идентификатор программы на рабочей станции называется сокет. Это число, которое используется для адресации пакетов в конкретной программе, работающей на станции под управлением многозадачной операционной системы (типа Windows, OS/2). Каждая программа для того, чтобы посылать или получать данные по сети, должна получить свой, уникальный для данной рабочей станции, идентификатор - сокет.

3. Локальные сети учебного назначения

ЛС КУВТ - совокупность аппаратных и программных средств, ориентированных на использование в учебном процессе. В конце 80-х годов получили широкое распространение КУВТ "Ямаха", КУВТ на базе микро - ЭВМ БК0010, УКНЦ, "Корвет". Им на смену пришли КУВТ на базе компьютеров IBM PC (и им подобных) и "Apple Macintosh". В ряде мест функционируют и гибридные КУВТ с головной машиной IBM PC и ученическими УКНЦ или "Корвет". В состав каждого КУВТ входят:

Рабочее место преподавателя (РМП);

Рабочие места учащихся (РМУ) - обычно 10 - 15;

Аппаратные и программные средства сетеобразования.

В составе РМП обязательно находится компьютер (системный блок, дисплей и клавиатура), достаточно емкое устройство для хранения информации – накопитель и принтер. В указанных выше КУВТ первого поколения обычно роль накопителя выполняли два НГМД и бытовой кассетный магнитофон. Разумеется, такая сеть предоставляет весьма слабые возможности; в современных ЛС КУВТ на головной машине находится винчестер с ёмкостью до 120 Гбайт, CD - RW, другие устройства.

Сетевая ОС, функционирующая на РМП, должна предоставлять следующий минимальный набор пользовательских возможностей:

1. пересылку программ и данных с РМП на каждое из РМУ и обратно;

2. исполнение программ как на РМУ, так и на РМП;

3. вывод программ и данных с РМУ на внешние накопители и принтер РМП;

В ходе этой работы ОС ЛС КУВТ должна быть способной к следующему.

1. Поддержка файловой системы. Это связано с необходимостью обеспечить абонентам - учащимся доступ к файлам, хранящимся на головной машине сети, которая в этом случае исполняет роль файлового сервера. В более "продвинутом" варианте на головной машине может иметься база данных, представляющая интерес для учебного процесса, и ОС должна поддерживать доступ к этой базе.

2. Защита данных и разграничение доступа. Без этого файлы одних учащихся при записи на общий диск сотрут файлы других. Кроме того, в такой системе коллективного пользования могут быть конфиденциальные данные, и система должна предусмотреть вариант их защиты от несанкционированного доступа (например, по паролю).

3. Система контроля и ведения урока. Она включает возможность преподавателю вмешиваться в работу учащихся, просматривать их экраны, вызывать и редактировать их программы, организовывать коллективные демонстрации и т.д.

Высокоразвитые ОС ЛС КУВТ предоставляют немалые возможности. Среди команд преподавателя есть несколько справочных, позволяющих установить в каком режиме функционируют компьютеры учащихся, команды пересылки программ и их автоматического запуска на РМУ, команды вызова файлов - программ и данных - с любого из РМУ на РМП или на диск, отключения любого из РМУ от сети и обратное подключение. Сеть поддерживает локальную электронную почту и обмен короткими текстовыми сообщениями между любыми компьютерами. Очень важен такой показатель как быстродействие сети. Так, скорость передачи по исходной ЛС КУВТ УКНЦ в 5-8 Кбит/с приводит, например, к затрате нескольких минут на рассылку компилятора Паскаля - это слишком много для учебного процесса. Установка в этом классе головной машины IBM PC с сетевой системой фирмы "Линакс" сокращает это время минимум в 10 раз. Однако, даже в классах на основе компьютеров IBM PC и Macintosh скорость рассылки по сети бывает недостаточно высокой, что создает проблемы при учебной работе.

4. Телекоммуникации

Компьютерные телекоммуникации - одна из наиболее динамично развивающихся областей информационных технологий. По сравнению с другими разделами информационных технологий ее технологическая составляющая значительно превосходит теоретическую. Поэтому эффективность изучения данной темы сильно зависит от возможности организовать практическую работу учащихся с компьютерными сетями.

В рамках данного раздела базового курса реализуется следующий перечень педагогических целей: дать представление о назначении и структуре локальных и глобальных сетей; познакомить учащихся с основными информационными услугами сетей, с возможностями Internet; обучить способам обмена файлами в локальной сети компьютерного класса; познакомить со способами поиска информации в Internet (при наличии технических возможностей).

локальные сети;

глобальные сети.

Тема компьютерных сетей обширна по числу понятий и может излагаться с разной степенью подробности. Раскрытие этой темы в школьных учебниках, как правило, носит краткий характер. Поэтому, наряду с обсуждением вопросов методики, в данный подраздел пособия включены дополнительные сведения по теме, которые будут полезны учителю.

Изучаемые вопросы:

♦ Локальная сеть (ЛС), организация и назначение.

♦ Локальные сети школьных КУВТ.

♦ Организация глобальных сетей (ГС).

♦ Информационные услуги ГС.

♦ Аппаратные средства сетей.

♦ Что такое Internet.

♦ Информационные услуги Internet и World Wide Web.

Если компьютеры в школьном кабинете информатики объединены в локальную сеть, то это обстоятельство существенно облегчает изучение данной темы. Именно школьный компьютерный класс должен стать отправной точкой в разговоре о передаче информации в компьютерных сетях. Определив компьютерную сеть как систему компьютеров, связанных каналами передачи информации, учитель демонстрирует такую систему на оборудовании компьютерного класса и сообщает, что такая сеть называется локальной.

Локальные компьютерные сети небольшие по масштабам и работают в пределах одного помещения, здания, предприятия. Возможно, что в школе действует локальная сеть, объединяющая компьютеры, установленные в разных помещениях: в учебных кабинетах, кабинете директора, бухгалтерии и др. Точно так же в локальную сеть часто объединяются различные отделы предприятий, фирм, учреждений.

Локальные сети, в зависимости от назначения и технических решений, могут иметь различные структуры объединения компьютеров. Их еще называют конфигурациями, архитектурой, топологией сети.

Бывают ситуации в ЛС, когда топология не имеет какой-то регулярной структуры. Например, компьютеры могут соединяться по принципу "каждый с каждым".

Использование локальных сетей отвечает двум основным целям:

1) обмену файлами между пользователями сети;

2) использованию общедоступных ресурсов: большого пространства дисковой памяти, принтеров, централизованной базы данных, программного обеспечения и др.

Пользователей общей локальной сети принято называть рабочей группой, а компьютеры, за которыми они работают, - рабочими станциями. Если все компьютеры в сети равноправны, т.е. сеть состоит только из рабочих станций пользователей, то ее называют одноранговой сетью. Одноранговые сети используются для осуществления первой из отмеченных целей: для обмена файлами. У каждого компьютера в такой сети есть свое имя. Члены рабочей группы могут обращаться по этим именам к дисковой памяти ПК своих коллег и копировать файлы на свой компьютер или копировать свои файлы на другие компьютеры. Возможность такого обмена обеспечивается специальной сетевой операционной системой. Средствами сетевой ОС можно защитить информацию от постороннего доступа. Таким образом, локальная сеть избавляет от необходимости использовать дискеты для переноса информации с одного компьютера на другой.

Другой способ организации локальной сети - сеть с выделенным (главным) компьютером. Его называют файл-сервером. Чаще всего в школьных компьютерных классах используется именно такая организация. К файл-серверу имеет доступ учитель, а ученики работают за рабочими станциями. Все рабочие станции соединены с главной машиной (схема соединения "звезда"). Поэтому непосредственный обмен информацией происходит между сервером и каждой рабочей станцией. Конечно, в такой системе ученики тоже могут обмениваться файлами, но "транзитом" через сервер. Обычно сервер - это более мощная машина, чем рабочие станции, с большим жестким диском, с дополнительными внешними устройствами (например, CD-ROM - дисководом, принтером, модемом). При такой организации локальной сети реализуется вторая из отмеченных выше целей: доступ пользователей к общим аппаратным и информационным ресурсам сервера. В частности, программы, хранящиеся на диске сервера, могут загружаться в оперативную память рабочей станции и запускаться на исполнение подобно тому, как это делается с собственного диска ПК. Со своего рабочего места пользователь может создавать и сохранять файлы на жестком диске сервера.

Работой сети управляет сетевая операционная система. Операционная система поддерживает стандарты (протоколы) обмена информацией в сети, устанавливает очередность при обращении различных пользователей к одним и тем же ресурсам и пр. Основное назначение сетевой ОС - дать возможность пользователям работать в локальной сети, не мешая друг другу. Работу одноранговых сетей поддерживает операционная система Windows 95/98. Наиболее распространенные ОС для сетей с выделенным сервером: Novell NetWare, Windows NT.

Глобальные компьютерные сети объединяют между собой ЭВМ, расположенные на больших расстояниях (в масштабах региона, страны, мира). Если локальную сеть ученики могут увидеть своими глазами, то знакомство с глобальными сетями будет носить более описательный характер. Здесь, как и во многих других темах, приходит на помощь метод аналогий. Устройство глобальной сети можно сравнить с устройством системы телефонной связи - телефонной сети. Телефоны абонентов связаны с узлами-коммутаторами. В свою очередь, все городские коммутаторы связаны между собой так, что между любыми двумя телефонами абонентов может быть установлена связь. Вся эта система образует телефонную сеть города. Городские (региональные) сети связаны между собой по междугородним линиям. Выход на телефонные сети других стран происходит по международным линиям связи. Таким образом, весь мир "опутан" телефонными сетями. Два абонента в любой части света, подключенные к этой сети, могут связаться друг с другом.

Рассказав об этом, предложите ученикам представить, что у абонентов вместо телефонных аппаратов установлены персональные компьютеры; вместо коммутаторов - мощные компьютерные узлы, и по такой сети циркулирует самая разнообразная информация: от текстовой до видео и звука. Это и есть современная мировая система глобальных компьютерных сетей.

Первая глобальная компьютерная сеть начала действовать в 1969 г. в США, она называлась ARPANET и объединяла в себе всего 4 удаленных компьютера. Примером современной сети научно-образовательного назначения является BITNET. Она охватывает 35 стран Европы, Азии и Америки, объединяет более 800 университетов, колледжей, научных центров. Крупнейшей российской сетью является RELCOM, созданная в 1990 г. RELCOM входит в европейское объединение сетей EUNET, которая, в свою очередь, является участником гигантского мирового сообщества INTERNET. Такая иерархичность характерна для организации глобальных сетей.

Сеть состоит из узловых хост-компьютеров, ПК абонентов сети, линии связи. Обычно узел сети содержит не один, а множество компьютеров. Функции серверов различных сетевых услуг могут выполнять разные компьютеры.

Хост-компьютеры постоянно находятся во включенном состоянии, постоянно готовы к приему-передаче информации. В таком случае говорят, что они работают в режиме on-line. Компьютеры абонентов выходят на связь с сетью (в режим on-line) лишь на определенное время - сеанс связи. Переслав и получив необходимую информацию, абонент может отключиться от сети и далее работать с полученной информацией автономно - в режиме off-line. Маршрут передачи информации пользователю обычно неизвестен. Он может быть уверен лишь в том, что информация проходит через узел подключения и доходит до пункта назначения. Маршрутизацией передаваемых данных занимаются системные средства сети. В разных сеансах связь с одним и тем же корреспондентом может проходить по разным маршрутам.

Шлюзом называют компьютер, организующий связь данной сети с другими глобальными сетями.

Для того чтобы абонент мог воспользоваться услугами электронной почты, он должен:

Иметь аппаратное подключение своего персонального компьютера к почтовому серверу узла компьютерной сети;

Иметь на этом сервере свой почтовый ящик и пароль для обращения к нему;

Иметь личный электронный адрес;

Иметь на своем компьютере клиент-программу электронной почты (мэйлер).

Наряду с электронной почтой в глобальных сетях существуют и другие виды информационных услуг для пользователей.

Telnet. Эта услуга позволяет пользователю работать в режиме терминала удаленного компьютера, т. е. использовать установленные на нем программы так же, как программы на собственном компьютере.

FTP. Так называется сетевой протокол и программы, которые обслуживают работу с каталогами и файлами удаленной машины. Клиент FTP имеет возможность просматривать каталоги FTP-cepверов, копировать интересующие его файлы.

Archie. Так называются специальные серверы, выполняющие роль поисковых программ в системе FTP-серверов. Они помогают быстро найти нужные вам файлы.

Gopher. Система поиска и извлечения информации из сети с развитыми средствами многоуровневых меню, справочных книг, индексных ссылок и пр.

WAIS. Сетевая информационно-поисковая система, основанная на распределенных базах данных и библиотеках.

Usenet. Система телеконференций. Другое название - группы новостей. Обслуживает подписчиков определенных тематических конференций, рассылая им материалы по электронной почте. ящики абонентов и, обнаружив там исходящую корреспонденцию, организует ее отравление. Аппаратные средства сетей. Хост-компьютеры (серверы). Хост-компьютер имеет собственный уникальный адрес в сети и выполняет роль узловой машины, обслуживающей абонентов. В качестве хост-компьютеров используются разные типы машин: от мощных ПК до мини-ЭВМ и даже мэйнфреймов (больших ЭВМ). Основные требования - высокоскоростной процессор и большой объем дисковой памяти (сотни Гбайт). На хост-компьютерах в сети Internet используется операционная система Unix. Все сервер-программы, обслуживающие приложения, работают под управлением Unix.

Из того о чем уже говорилось выше, следует, что понятие "сервер" носит программно-аппаратный смысл. Например, хост-компьютер, на котором в данный момент работает сервер-программа электронной почты, выполняет роль почтового сервера. Если на этой же машине начинает работать сервер-программа WWW, то она становится Web-сервером. Часто функции серверов различных услуг разделены на узле сети между разными компьютерами.

Линии связи. Основные типы линий связи между компьютерами сети: телефонные линии, электрические кабели, оптоволоконный кабель и беспроводная связь. Главными параметрами линий связи являются пропускная способность (максимальная скорость передачи информации), помехоустойчивость, стоимость. По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми - телефонные. Однако с уменьшением цены уменьшается и качество работы линии. В табл. 12.1 даны сравнительные характеристики линий по параметрам скорости и помехоустойчивости.

Таблица 1. Характеристики линий связи

Чаще всего для связи между хост-компьютерами используются выделенные телефонные линии или радиосвязь. Если узлы сети расположены сравнительно недалеко друг от друга (в пределах города), то связь между ними может быть организована по кабельным линиям - электрическим или оптоволоконным. В последнее время в сети Internet активно используется спутниковая радиосвязь.

Обычно абоненты (клиенты) подключаются к узлу своего провайдера через телефонную линию. Все чаще для этих целей начинает применяться беспроводная связь.

С точки зрения пользователя, Интернет - это определенное множество информационных услуг, которые он может получать от сети. В число услуг входят: электронная почта, телеконференции (списки рассылки), архивы файлов, справочники и базы данных, Всемирная паутина - WWW и пр. Интернет - это неограниченные информационные ресурсы. Влияние, которое окажет Интернет на развитие человеческого общества, еще до конца не осознано.

Информационные услуги Интернет. Наряду с перечисленными выше информационными услугами (электронной почтой, телеконференциями и др.), предоставляемыми пользователям глобальных сетей, существуют услуги, появление и развитие которых связано исключительно с развитием мировой сети Интернет. Наиболее заметной среди них является WWW.

WWW- World Wide Web - Всемирная паутина. Это гипертекстовая информационная система в Интернете. В последнее время WWW и ее программное обеспечение становится универсальным средством информационных услуг в Интернет.

Основные понятия, связанные с WWW:

Web-страница - основная информационная единица в WWW, имеющая свой адрес;

Web-сервер - компьютер, хранящий Web-страницы и соответствующее программное обеспечение для работы с ними;

Web-браузер - клиент-программа, позволяющая извлекать и просматривать Web-страницы;

Web-сайт - раздел данных на Web-сервере, принадлежащий какой-то организации или лицу. В этом разделе его владелец размещает свою информацию в виде множества взаимосвязанных Web-страниц. Обычно сайт имеет титул - головную страницу, от которой по гиперссылкам или указателям "вперед-назад" можно двигаться по страницам сайта. Наиболее популярными Web-браузерами являются Internet Explorer и Netscape Navigator. Основная задача браузера - обращение к Web-серверу за искомой страницей и вывод страницы на экран. Простейший способ получения нужной информации из Интернет - указание адреса искомого ресурса. Для хранения и поиска информации в Интернет используется универсальная адресация, которая носит название URL - Uniform Resource Locator. В помощь пользователю в Интернет действует ряд специальных поисковых программ. Еще их называют поисковыми серверами, поисковыми машинами, поисковыми системами. Поисковая система выдает пользователю список адресов документов, в которых встречаются указанные пользователем ключевые слова. Ниже приведены адреса наиболее популярных российских поисковых серверов:

http://mssia.agama.com/Aport/

http://www.rambler.ru/

http://yandex.ru/

http://www.altavista.telia.com/

Кроме WWW, среди относительно новых услуг в Интернет существуют следующие:

IRC. Internet Relay Chat - "болтовня" в реальном времени. Позволяет вести письменный диалог удаленным собеседникам в режиме on-line;

Internet-телефония. Услуга, поддерживающая голосовое общение клиентов сети в режиме on-line.

При наличии возможности выхода в Интернет, практическая работа учащихся может быть организована по таким направлениям:

Подготовка, отправление и прием электронной почты;

Работа с Web-браузером, просмотр Web-страниц;

Обращение в FTP - серверам, извлечение файлов;

Поиск информации в системе WWW с помощью поисковых программ.

Знакомство с каждым новым видом прикладного программного обеспечения, обслуживающим соответствующую информационную услугу (почтовая программа, Web-браузер, поисковая программа) следует проводить по стандартной методической схеме: данные, среда, режимы работы, система команд.

Сети ЭВМ врываются в жизнь людей как в профессиональную деятельность, так и в быт - самым неожиданным и массовым образом. Знания о сетях и навыки работы в них становятся необходимыми множеству людей.

Сети ЭВМ породили существенно новые технологии обработки информации - сетевые технологии. В простейшем случае сетевые технологии позволяют совместно использовать ресурсы - накопители большой емкости, печатающие устройства, доступ в Internet, базы и банки данных. Наиболее современные и перспективные подходы к сетям связаны с использованием коллективного разделения труда при совместной работе с информацией - разработке различных документов и проектов, управлении учреждением или предприятием и т.д. Компьютерные сети и сетевые технологии обработки информации стали основой для построения современных информационных систем. Компьютер ныне следует рассматривать не как отдельное устройство обработки, а как "окно" в компьютерные сети, средство коммуникаций с сетевыми ресурсами и другими пользователями сетей.

Список использованной литературы

1. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика. – М.: "Академия", 2001. – 586 с.

2. Экономическая информатика / под ред. П.В. Конюховского и Д.Н. Колесова. – СПб: Питер, 2000. – 560 с.

3. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006 - 703 с.

4. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 2-е изд. / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер –СПб.: Питер, 2004. – 864 с.

5. Телекоммуникации. Руководство для начинающих. / Мур М., Притск Т., Риггс К., Сауфвик П. - СПб.: БХВ - Петербург, 2005. - 624 с.

6. Страхарчук А.Я., Страхарчук В.П. Інформаційні технології в економіці: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. – К: НМЦ "Укоопосвіта", 1999. – 357 с.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-1.jpg" alt="> Компьютерные сети и телекоммуникации Лекция 7 ">

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-2.jpg" alt="> Цель обучения основам компьютерных сетей"> Цель обучения основам компьютерных сетей и телекоммуникаций - обеспечить знание теоретических и практических основ в организации и функционировании компьютерных сетей и телекоммуникаций, умение применять в профессиональной деятельности распределенные данные, прикладные программы и ресурсы сетей.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-3.jpg" alt="> Задачи q знакомство с основными тенденциями развития методов и"> Задачи q знакомство с основными тенденциями развития методов и технологий компьютерных сетей; q знакомство с механизмами передачи данных по каналам связи; q знакомство с возможными ресурсами ЛВС; q знакомство с сервисом сети Іnternet.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-4.jpg" alt="> Компьютерная сеть Это совокупность компьютеров и телекоммуникационного "> Компьютерная сеть Это совокупность компьютеров и телекоммуникационного оборудования, обеспечивающая информационный обмен компьютеров в сети. Основное назначение компьютерных сетей - обеспечение доступа к распределенным ресурсам.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-5.jpg" alt="> Телекоммуникации (греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) -"> Телекоммуникации (греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) - это передача и прием любой информации (звука, изображения, данных, текста) на расстояние по различным электромагнитным системам.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-6.jpg" alt="> Телекоммуникационная сеть это система технических средств, посредством которой"> Телекоммуникационная сеть это система технических средств, посредством которой осуществляются телекоммуникации.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-7.jpg" alt="> К телекоммуникационным сетям относятся: Радиосети Телевизионн "> К телекоммуникационным сетям относятся: Радиосети Телевизионн Телефонные (передача ые сети Компьютер (передача сети голосовой ные сети голоса и (передача информаци (для изображения голосовой и - - передачи информаци широковещ данных). широковещат и). ательные услуги).

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-8.jpg" alt=">Классификация компьютерных сетей Компьютерные сети По территориальной распространённости"> Классификация компьютерных сетей Компьютерные сети По территориальной распространённости По типу функционального взаимодействия По типу сетевой топологии По типу среды передачи По скорости передачи данных По используемым сетевым моделям

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-9.jpg" alt=">По территориальной распространённости Нательная Глобальная Персональная"> По территориальной распространённости Нательная Глобальная Персональная Компьютерные сети Городская Локальная Кампусная

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-10.jpg" alt=">Нательная компьютерная сеть BAN (англ. Body Area Network) - беспроводная сеть надеваемых"> Нательная компьютерная сеть BAN (англ. Body Area Network) - беспроводная сеть надеваемых компьютерных устройств. BAN устройства могут быть встроены в тело, имплантированы, прикреплены к поверхности тела в фиксированном положении или совмещены с устройствами, которые люди носят в различных местах (карманах, на руке или в сумках).

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-11.jpg" alt="> Персональная сеть PAN (англ. Personal Area Network) - это"> Персональная сеть PAN (англ. Personal Area Network) - это сеть, построенная «вокруг» человека. PAN представляет собой компьютерную сеть, которая используется для передачи данных между устройствами, такими как компьютеры, телефоны, планшеты и персональные карманные компьютеры (КПК).

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-12.jpg" alt="> Локальные сети LAN (англ. Local Area Network) "> Локальные сети LAN (англ. Local Area Network) обеспечивают наивысшую скорость обмена информацией между компьютерами. Типичная локальная сеть занимает пространство в одно 2 здание. Протяженность локальных сетей составляет около одного километра. Их основное назначение состоит в объединении пользователей (как правило, одно компании или организации) для совместной работы.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-13.jpg" alt="> Кампусная сеть CAN (англ. Campus Area Network)"> Кампусная сеть CAN (англ. Campus Area Network) - это группа локальных сетей, развернутых на компактной территории (кампусе) какого-либо учреждения и обслуживающие одно это учреждение - университет, промышленное предприятие, порт, оптовый склад и т. д. При этом сетевое оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы) и среда передачи (оптическое волокно, медный завод, Cat 5 кабели и др.) данных принадлежит арендатору или владельцу кампуса, предприятия, университета, правительства и так далее.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-14.jpg" alt="> Городские сети MAN (англ. Metropolitan Area Network) позволяют"> Городские сети MAN (англ. Metropolitan Area Network) позволяют взаимодействовать на территориальных образованиях меньших размеров и работают на скоростях от средних до высоких. Они меньше замедляют передачу данных, чем глобальные, но не могут обеспечить высокоскоростное взаимодействие на больших расстояниях. Протяженность городских сетей находится в переделах от нескольких километров до десятков и сотен километров.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-15.jpg" alt="> Глобальные сети WAN (англ. Wide Area Network) "> Глобальные сети WAN (англ. Wide Area Network) позволяют организовать взаимодействие между абонентами на больших расстояниях. Эти сети работают на относительно низких скоростях и могут вносить значительные задержки в передачу информации. Протяженность глобальных сетей может составлять тысячи километров. Поэтому они так или иначе интегрированы с сетями масштаба страны.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-16.jpg" alt=">По типу функционального взаимодействия Компьютерные сети Одно"> По типу функционального взаимодействия Компьютерные сети Одно ранговая Клиент-сервер сеть

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-17.jpg" alt="> Клиент-сервер Это вычислительная или сетевая архитектура, в которой"> Клиент-сервер Это вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг, называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Фактически клиент и сервер - это программное обеспечение. Обычно эти программы расположены на разных вычислительных машинах и взаимодействуют между собой через вычислительную сеть посредством сетевых протоколов, но они могут быть расположены также и на одной машине.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-18.jpg" alt="> Одноранговая сеть О дноранговая сетевая архитектура "> Одноранговая сеть О дноранговая сетевая архитектура - стабильно набирающий популярность способ организации высокоуровнего сетевого взаимодействия, где все узлы сети обладают равными правами и выступают поставщиками и потребителями сетевых сервисов одновременно.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-19.jpg" alt="> По типу сетевой топологии Звезда Ячеистая Двойное "> По типу сетевой топологии Звезда Ячеистая Двойное Решетка кольцо Кольцо Дерево Компьюте Шина рные сети Fat Tree

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-20.jpg" alt="> По типу сетевой топологии Топология типа общая ши на, представляет собой"> По типу сетевой топологии Топология типа общая ши на, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала. Кольцо - топология, в которой каждый компьютер соединён линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передаёт.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-21.jpg" alt="> По типу сетевой топологии Решётка (Grid network , иногда"> По типу сетевой топологии Решётка (Grid network , иногда также mesh, например 3 D-mesh) - понятие из теории организации компьютерных сетей. Это топология, в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку. Дерево - это топология сетей, в которой каждый узел более высокого уровня связан с узлами более низкого уровня звездообразной связью, образуя комбинацию звезд. Также дерево называют иерархической звездой.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-22.jpg" alt="> По типу сетевой топологии Двойное кольцо - топология, построенная на"> По типу сетевой топологии Двойное кольцо - топология, построенная на двух кольцах. Первое кольцо - основной путь для передачи данных. Второе - резервный путь, дублирующий основной. Звезда - базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Ячеистая топология - сетевая топология компьютерной сети, построенная на принципе ячеек, в которой рабочие станции сети соединяются друг с другом и способны принимать на себя роль коммутатора для остальных участников.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-23.jpg" alt="> Сеть fat tree (утолщенное дерево) - топология компьютерной сети, "> Сеть fat tree (утолщенное дерево) - топология компьютерной сети, изобретённая Чарльзом Лейзерсоном из MIT, является дешевой и эффективной для суперкомпьютеров. В отличие от классической топологии дерево, в которой все связи между узлами одинаковы, связи в утолщенном дереве становятся более широкими (толстыми, производительными по пропускной способности) с каждым уровнем по мере приближения к корню дерева. Часто используют удвоение пропускной способности на каждом уровне.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-24.jpg" alt="> По типу среды передачи Компьютерные сети Проводные сети"> По типу среды передачи Компьютерные сети Проводные сети Беспроводные сети

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-25.jpg" alt="> Проводные сети Беспроводные сети Основа всего: кабели. Во "> Проводные сети Беспроводные сети Основа всего: кабели. Во Это вычислительная сеть, всех сетевых стандартах основанная определены необходимые на беспроводном (без условия и характеристики использования кабельной проводки) принципе, используемого кабеля, полностью соответствующая такие как полоса стандартам для обычных пропускания, волновое проводных сетей. В качестве сопротивление носителя информации в (импеданс), удельное таких сетях могут выступать затухание сигнала, радиоволны СВЧ-диапазона. помехозащищенность и другие.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-26.jpg" alt="> Виды кабелей Существуют два принципиально разных вида сетевых кабелей: "> Виды кабелей Существуют два принципиально разных вида сетевых кабелей: медные и оптоволоконные. Кабели на основе медных проводов, в свою очередь, делятся на коаксиальные и витая пара: Коаксиальный кабель представляет собой центральный проводник, окруженный слоем диэлектрика (изолятора) и экраном из металлической оплетки, выполняющим также роль второго контакта в кабеле. Витая пара представляет собой несколько (обычно 8) пар скрученных проводников. Скручивание применяется для уменьшения помех как самой пары, так и внешних, влияющих на нее. У скрученной определенным образом пары появляется такая характеристика, как волновое сопротивление.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-27.jpg" alt="> Оптоволоконный кабель состоит из одного или нескольких волокон, заключенных в оболочки, "> Оптоволоконный кабель состоит из одного или нескольких волокон, заключенных в оболочки, и бывает двух типов: одномодовый и многомодовый. Их различие в том, как свет распространяется в волокне в одномодовом кабеле все лучи проходят одинаковое расстояние и достигают приемника одновременно, а в многомодовом сигнал может размазаться.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-28.jpg" alt="> По скорости передачи данных Компьютерные сети"> По скорости передачи данных Компьютерные сети высокоскоростные низкоскоростные среднескоростные (свыше 100 (до 10 Мбит/с), (до 100 Мбит/с), Мбит/с);

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-29.jpg" alt=">По используемым сетевым моделям Компьютерные сети OSI "> По используемым сетевым моделям Компьютерные сети OSI TCP/IP

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-30.jpg" alt="> Сетевая модель Это модель взаимодействия сетевых протоколов. А"> Сетевая модель Это модель взаимодействия сетевых протоколов. А протоколы в свою очередь, это стандарты, которые определяют каким образом, будут обмениваться данными различные программы.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-31.jpg" alt="> OSI Open System Interconnection - взаимодействие открытых систем,"> OSI Open System Interconnection - взаимодействие открытых систем, ВОС - это 7 -уровневая логическая модель работы сети. Модель OSI реализуется группой протоколов и правил связи, организованных в несколько уровней: 1. на физическом уровне определяются физические (механические, электрические, оптические) характеристики линий связи; 2. на канальном уровне определяются правила использования физического уровня узлами сети; 3. сетевой уровень отвечает за адресацию и доставку сообщений;

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-32.jpg" alt="> OSI 4. транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонентов"> OSI 4. транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонентов сообщения; 5. задача сеансового уровня - координация связи между двумя прикладными программами, работающими на разных рабочих станциях; 6. уровень представления служит для преобразования данных из внутреннего формата компьютера в формат передачи; 7. прикладной уровень является пограничным между прикладной программой и другими уровнями - обеспечивает удобный интерфейс связи сетевых программ пользователя.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-33.jpg" alt="> TCP / IP Transmission Control Protocol /"> TCP / IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol Основоположники: Robert Kahn, Vinton Cerf (1972 – 1974) Основан на использовании IP-адресов вида: a. b. c. d (четыре числа от 0 до 255) для любого хоста (компьютера) в сети и пакетов (packets) фиксированного размера, содержащих адрес получателя Используется в Интернете Более общее современное название: Internet Protocol Suite (различаются более новая версия – IPv 6 и более старая – IPv 4) Другой вариант: UDP/IP (UDP – асинхронный транспортный протокол, обеспечивающий обмен датаграммами – байтовыми массивами переменной длины); менее надежный, но более быстрый Скорость TCP/IP не всегда удовлетворительна. Для оптимизации связи между узлами сети применяются Distributed Hash Tables (DHT) – распределенные хеш-таблицы и Peer-to-Peer (P 2 P) Networks – одноранговые сети. В них реализована своя система имен узлов сети и более быстрого их поиска, чем с использованием TCP/IP протоколов 33

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-34.jpg" alt="> TCP / IP TCP/IP - содержит 4 уровня: канальный"> TCP / IP TCP/IP - содержит 4 уровня: канальный уровень (link layer), сетевой уровень (Internet layer), транспортный уровень (transport layer), прикладной уровень (application layer).

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-35.jpg" alt=">Уровни моделей ">

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-36.jpg" alt="> Стек протоколов - это иерархически организованный набор"> Стек протоколов - это иерархически организованный набор сетевых протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети. Протоколы работают в сети одновременно, значит работа протоколов должна быть организована так, чтобы не возникало конфликтов или незавершённых операций. Поэтому стек протоколов разбивается на иерархически построенные уровни, каждый из которых выполняет конкретную задачу - подготовку, приём, передачу данных и последующие действия с ними.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-37.jpg" alt="> Сетевой протокол Это набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять"> Сетевой протокол Это набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-38.jpg" alt="> Протокол 1. HTTP (Hyper Text Transfer"> Протокол 1. HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) - это протокол передачи гипертекста. Протокол HTTP используется при пересылке Web-страниц между компьютерами, подключенными к одной сети. 2. FTP (File Transfer Protocol) - это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-39.jpg" alt="> Протокол 3. POP 3 (Post Office Protocol) - это"> Протокол 3. POP 3 (Post Office Protocol) - это стандартный протокол почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ. 4. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол, который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-40.jpg" alt="> Протокол 5. TELNET - это протокол удаленного доступа. TELNET"> Протокол 5. TELNET - это протокол удаленного доступа. TELNET дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ находящейся с ним в одной сети, как на своей собственной, то есть запускать программы, менять режим работы и так далее. На практике возможности ограничиваются тем уровнем доступа, который задан администратором удаленной машины. 6. DTN - протокол, предназначенный для сетей дальней космической связи IPN, которые используются NASA.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-41.jpg" alt="> Протокол 7. DHCP (Dynamic Host Configuration"> Протокол 7. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol - протокол динамической настройки узла) - сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер» . 8. Internet Protocol (IP , досл. «межсетевой протокол») маршрутизируемый протокол сетевого уровня стека TCP/IP. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные компьютерные сети во всемирную сеть Интернет. Неотъемлемой частью протокола является адресация сети

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-42.jpg" alt="> IP – адрес и Маска сети У каждого компьютера"> IP – адрес и Маска сети У каждого компьютера в сети Интернет есть свой уникальный адрес - Uniform Resource Locator (URL). Цифровые адреса состоят из четырех целых десятичных чисел, разделённых точками, каждое из этих чисел находится в интервале 0… 255. Пример: 225. 224. 196. 10.

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-43.jpg" alt="> IP – адрес и Маска сети Максимальное количество IP"> IP – адрес и Маска сети Максимальное количество IP -адресов, которое может быть использовано в подсети определённого размера, называется subnet mask (маской подсети). В терминологии сетей TCP/IP маской подсети или маской сети называется битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая - к адресу самого узла в этой сети. Например, узел с IP-адресом 12. 34. 56. 78 и маской подсети 255. 0 находится в сети 12. 34. 56. 0/24

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-44.jpg" alt="> IP – адрес и Маска сети Адрес документа в Интернете"> IP – адрес и Маска сети Адрес документа в Интернете состоит из следующих частей: 1. протокол, чаще всего HTTP (для Web-страниц) или FTP (для файловых архивов) 2. знаки: //, отделяющие протокол от остальной части адреса 3. доменное имя (или IP-адрес) сайта 4. каталог на сервере, где находится файл 5. имя файла Пример адреса: http: //testedu. ru/test/istoriya/11 -klass/

Src="https://present5.com/presentation/3/156029098_452833218.pdf-img/156029098_452833218.pdf-45.jpg" alt=">Спасибо за внимание!!! ">

Тема 4 «Компьютерные сети, сетевые и телекоммуникационные технологии. Интернет»

Компьютерная сеть – это объединение отдельных ПК, дающее возможность совместно использовать информационные и технические ресурсы. С помощью сети можно посмотреть любую информацию в любом из подключенных ПК

Информационные ресурсы - это файлы программ и документов, технические – это принтер, модем, диски. Чтобы сеть функционировала необходимо специальное аппаратное и техническое обеспечение.

До недавнего времени различали 2 вида сетей: локальные и глобальные . Сейчас сюда добавляют 3-й вид – региональные или корпоративные .

Локальные сети

Локальные сети представляют собой небольшую группу ПК, расположенных в одном здании или соседних зданиях и соединенных между собой линиями связи (проводами) относительно небольшой длины. При соединении 2-х ПК (локальное кабельное соединение) не требуется никакого дополнительного оборудования или настройки сети. Но если ПК больше 2-х, то возникает необходимость специальной настройки управления компьютером и, даже, возможно появление дополнительного оборудования – сетевого адаптера. Сетевой адаптер или HUB – это устройство, обеспечивающее работу нескольких ПК в сети, которое определяет очередность передачи данных линиям связи. При этом ПК должен так же иметь сетевую плату или сетевую карту. Способ соединения ПК в локальную сеть (конфигурация сети) называют топологией сети.

Существует несколько видов топологии:

Комбинированный способ является сочетанием любых трех в любой последовательности.

Из рисунков хорошо видно, что только в соединении звездой имеется сетевой адаптер. Достоинством 1-го и 2-го соединений является более высокая скорость передачи сигналов по сети, но в случае выхода из строя одного из ПК, нарушается работа всей сети. В «звезде» поломка ПК не влияет на работу сети, но зато скорость работы в сети несколько ниже.

Топологию выбирают исходя из потребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание или несколько соседних зданий, то целесообразнее использовать комбинированную схему. А от выбранной топологии зависит состав оборудования и программного обеспечения.

Кроме этого различают 2 вида сети: сервер-клиент и одноранговые .

В первом случае один ПК является управляющим или сервером. Обычно он имеет больше памяти, к нему подключены различные устройства оргтехники: принтеры, модем; на нем хранится общая для всех информация и он выполняет большую часть работы. Остальные ПК называют станциями. Если же сервера нет, и все ПК имеют равные возможности, то такая сеть называется одноранговой. Для работы в такой сети достаточно настроить «Сетевое окружение», присвоить всем ПК уникальные номера и одно имя группе. При создании рабочих групп учитывают принадлежность ПК тому или иному подразделению: бухгалтерии, администрации, отделу кадров и т.п. В дальнейшем пользователю достаточно войти в «Сетевое окружение», выбрать ПК по имени, сделать на нужном значке двойной щелчок, ввести пароль, если он предусмотрен и он оказывается на чужом ПК. При этом на всех ПК должен быть настроен «Доступ» в свойствах диска С: или другой папки. Доступ бывает 2-х видов:

полный, когда всем пользователям разрешается просматривать содержимое папок, читать файлы, вносить изменения и сохранять их, удалять, переименовывать и т.д.

только чтение, т.е. другие пользователи могут просматривать и читать любые файла, копировать к себе на ПК, но не имеют права вносить какие-либо изменения.

Глобальные сети.

Глобальные сети объединяют ПК, находящиеся в различных районах, городах и даже странах. Они используют телефонные линии связи и модемы. Одной из самых распространенных сетей является Интернет. В мире существуют и другие глобальные сети. Одни из них бесплатные, так же как Интернет, другие коммерческие. Сеть Интернет предоставляет пользователям несколько видов услуг: поиск нужной информации, пересылку почты, развлечения, новости и многое др. Подключение к Интернету в настоящее время тоже может быть самым различным.

Региональные или корпоративные сети.

Эти сети как и предыдущие используют модем и телефонные линии связи, но у них может и не быть выхода в Интернет, так же как и к ним в сеть можно попасть далеко не всегда, а только узкому кругу, принадлежащему одной корпорации или региону. Примером таких сетей может служить внутренняя сеть КГУ, сеть любого банка, сеть городского отдела образования г. Костаная. Такие сети как правило представляют собой соединение глобальной сети, выход в которую имеют только некоторые ПК, и нескольким десяткам локальных сетей, имеющих выход в Интернет только через компьютеры-серверы.

Обозначение сетей:

Глобальные сети (WAN - Wide Area Network);

Региональные сети (MAN - Metropolitan Area Network);

Локальные сети (LAN - Local Area Network).

Скорость передачи данных по каналу связи измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени - секунду.

Запомните! Единица измерения скорости передачи данных - бит в секунду.

Примечание. Часто используется единица измерения скорости - бод. Бод - число изменений состояния среды передачи в секунду. Так как каждое измене­ние состояния может соответствовать нескольким битам данных, то реальная скорость в битах в секунду может превышать скорость в бодах.

Скорость передачи данных зависит от типа и качества канала связи, типа используе­мых модемов и принятого способа синхронизации.

Задачи.

1. Теоретически модем, передающий информацию со скорость 57600 бит/с, может передать 2 страницы текста (3600 байт) в течении:

C ) 0.5 с;

D) 3 мин 26 с;

E) 2 мин 16 с.

2. Определите время передачи двух страницы текста (3 600 байт) модемом, передающий информацию со скоростью 28 800 бит/с.

A) 1 минута;

C ) 1 секунда;

E) 2 минуты.

Интернет

Глобальная сеть Интернет возникла в начале 60-х годов. В настоящее время в Интернете используются практически все известные линии связи: от низкоскоростных телефонных до высокоскоростных спутниковых каналов. Различны также аппаратные и программные средства. Доступ к информации в телекоммуникационных сетях осуществляется через специальные протоколы, программы, компьютеры-серверы. Эти компоненты называются сервисами сети, а также услугами, ресурсами или службами.

Для того чтобы информация передавалась между компьютерами независимо от используемых линий связи, типа ЭВМ и программного обеспечения, разработаны специальные протоколы передачи информации. Они работают по принципу разбивки данных на блоки определенного размера (пакеты), которые последо­вательно отсылаются адресату.

В Интернете используются два основных протокола:

Межсетевой протокол (Iпternet Protocol- IP) разделяет передаваемые данные на отдельные пакеты и снабжает заголовком с указанием адреса получателя.

Протокол управления передачей (Transmission Control Protocol - ТСР) отвечает за правильную доставку такого пакета, т.е. разбиение файлов на IP-пакеты в процессе передачи и сборку файлов в процессе получения;

Поскольку оба эти протокола пред­ставляют собой единое целое, то говорят о прото­коле ТСР/IР. Этот протокол является своеобразным языком, без которого невозможно взаимопонимание отдель­ных участников - различных прог­рамм, компьютеров и сетей, входящих в глобальную сеть.

Сеть Интернет полностью децентрализована. Это означает отсутствие руководящей инстанции, диктующей условия и правила пользования сетью, отслеживающей их соблюдение и наказывающей нарушителей. С течением времени выработались определенные общепринятые принципы эксплуатации сети.

Идентификация отдельных компьютеров и их пользователей осуществляется при помощи двух адресов:

Доменный адрес, который понятен человеку;

IР-адрес, который понятен компьютеру.

Пример :
адрес www.геlcоm.ru:

Www - имя ресурса - World Wide Web;

Relcom - название фирмы:

Ru – Россия.

IP - адрес представляет собой 32-битовое число (например _49._19._81._ _2), разделенное точками на 4 части, из которых ни одна не может превышать 255. Этот адрес мало о чем говорит пользователю, но именно он считывается компьютером.

Чтобы посмотреть IP – адрес своего ПК, нужно через правую кнопку мыши открыть свойства службы «Сетевое окружение», затем также через правую кнопку открыть свойства своего сетевого подключения и посмотреть свойства «Протокол Интернета ТСР/IР». Существует два вида IP – адреса: статический и динамический. Статический адрес постоянно закреплен за ПК и прописан в окне свойств, а динамический не указывается явно, так как при каждом подключении к Интернету, ПК получает от сервера свободный (не занятый) IP – адрес. World Wide Web. Появление и развитие глобальной информационной сети Интернет, обусло­вили разработку специальных программ - браузеров. Эти программы организуют просмотр ресурсов Интернета и ориентированы на работу в сетях, реализованных по стандартам Интернета, и Всемирной паутины - WWW.

World Wide Web (WWW) - одна из технологий Интернета. Суть WWW заключается в представлении информации в виде расположенных на раз­личных компьютерах отдельных текстовых, графических и других файлов. Эти файлы объединены между собой гиперсвязями. Совокупность таких файлов называют Web-документом или Web-сайтом (Web-site). Web-сайт состоит из отдельных Web-страниц. Несколько Web-документов располагаются на Web-сервере. Поиск Web-документа и обращение к нему выполняется по специальному адресу - URL (Uniform Resource Locator). Стандартный URL состоит их трех частей, определяющих протокол передачи информации, имя компьютера, на котором находится информация, и путь к ней. Например, структура URL компании Vermont Teddy Bears, осуществляющей продажу игрушек, выглядит так:

Указывая URL, пользователь однозначно определяет необходимый файл.

Для того, чтобы информация быстро и качественно предавалась по сетям, используются специальные форматы файлов, разработанные специально для работы в Интернет и в WWW:

Тип информации	Расширение (тип файла)
	Аи.snd .mid .тр3
Изображение

Для просмотра Web-документов необходимо специальное программное обеспечение. Такие программы - приложение называются Web-браузерами.

Наиболее популярными являются:

Internet Ехрlогег (разра­ботка фирмы Мicrosоft)

Netscape Navigator (фирмы Netscape Communications Согр.).

Opera и многие др.

Помимо ресурса WWW, Web-браузеры до­пускают обращение к другим ресурсам Интернета:

поисковые системы,

электронная почта,

• файловые архивы FТP,

  телекон­ференции.

Электронная почта (e-mail) (торговая марка Electronic Маи) была зарегистрирована в 1974 году. До тех пор использовалось название "Система передачи сообщений с помощью компьютеров" (Computer Based Messaging System).

Электронная почта по своему принципу очень похожа на обычную, просто пересылаются не физические письма, а их информационные образы, т.е. электронные документы. Это как накладывает ряд ограничений, так и дает ряд преимуществ. Основное достоинство – оперативность: обычно почта доходит за несколько минут. ЭП не использует географических адресов, а почтовые ящики не привязаны к какому-либо географическому месту. Почтовые ящики находятся на компьютерах-серверах, которые называют почтовыми серверами. Служба ЭП работает по принципу «клиент-сервер». Создавая письмо на своем ПК, пользователь отправляет его со своего ящика своего сервера на чужой почтовый ящик, который может находится на этом же сервере или на другом. Письмо хранится на сервере в почтовом ящике. Пользователь, зайдя на свой почтовый ящик, может прочитать письмо, удалить его, как обычный файл, отправить ответ, т.е. создать новый файл. Фактически, он при этом работает на сервере, использует ресурсы сервера. Файлы рисунков, аудио или видео прикрепляют к письмам с помощью специальной команды.

Для достижения конфиденциальности, при создании своего почтового ящика каждый пользователь придумывает себе логин, который также называют «ник» и пароль. Почтовый сервер берет на себя гарантии по сохранению их в тайне. Пользователь может проверить свой почтовый ящик, находясь в любом городе, с любого ПК, имеющего выход в Интернет.

Адрес электронной почты выглядит так:

логин @ имя почтового сервера

Например: [email protected]

Если какое-то письмо не может быть сразу доставлено, например не работает сервер, где находится ящик, письмо ставится на очередь и будет отправляться каждые 10-15 минут. Если через несколько часов письмо все еще не будет отправлено, то отправитель получает уведомление, что адрес не существует. Почтовая служба устроена таким образом, что письмо просто так исчезнуть не может. При отправке почты взаимодействие происходит по протоколу исходящей почты SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – простейший протокол исходящей почты). При приеме работает протокол входящей почты РОР3.

Существует множество различных почтовых программ:

Microsoft Outlook Express,

Microsoft Internet Mail,

Эти программы позволяют хранить всю отправленную и полученную корреспонденцию на своем ПК, а не на почтовом сервере. Это позволяет работать с почтой, не подключаясь к Интернету, так как подключение в этом случае необходимо только в момент отправки и приемки почты. Каждый почтовый имеет как минимум 4 папки (каталога): полученные, отправленные, черновики и корзину. Но обычно можно создавать дополнительные папки для упорядочивание писем. Но если ящик находится на сервере, то есть ограничение на размеры ящика (в Кбайтах), а если пользоваться почтовой программой, то письма как бы перекачиваются с сервера, и хранятся на ПК пользователя, поэтому объем для их хранения не ограничивается.

Служба ICQ .

Предназначена для коммуникационных целей. Это своеобразный Интернет - пейджер, который немедленно сообщает, кто из друзей находится в данный момент в Интернете и при этом желает общаться. Каждому абоненту присваивается уникальный номер UIN –универсальный Интернет, который снабжается паролем. Основная форма общения в ICQ – обмен короткими (до 450 символов) сообщениями почти в реальном времени. Необходимо только установит на ПК специальную программу, которые как правило бесплатные.

Chat .

В переводе с английского означает «дружеский разговор, беседа, болтовня». В современном Интернете за этим термином закрепилось значение «общения в реальном режиме времени». Специальная программа IRC – Internet Relay Chat – организует многопользовательскую систему общения. В настоящее время Chat организуют на многих сайтах, чтобы привлекать дополнительных пользователей.

Форумы.

Организуются на различных сайтах, для определения общественного мнения по самым различным вопросам или для обмена мнений.

Конференции.

Используется не только чат, но Web-камера и микрофон. Требует использования большого количества Интернет-ресурсов и высокоскоростных линий связи, чтобы не происходило запаздывания, т.е. для обеспечения синхронизации звука и изображения.

Контрольные вопросы

Что такое информация?

Какие разделы входят в информатику?

Как можно классифицировать информацию?

Как информация измеряется?

Литература

1. Аветисян Р. Д., Аветисян Д. Д., Теоретические основы информатики – М.: Наука, 1997. , с. 3 - 75

2. Аладьев В.З. и др. Основы информатики. – М.: Филин, 1999., с 3- 41

3. Макарова Н. В., Матвеев Л. А., Бройдо В. Л. и др. Информатика / Под ред. Макаровой Н. В. М, 2003.

4. Информатика / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб., 2004.

5. Моисеев А.В. Информатика. - М.: Академия, 1998.

Компьютерные сети и телекоммуникации XXI века

Введение

2.1 Виды архитектур ЛС

2.3 Методы доступа в компьютерных сетях

3. Локальные сети ученого назначения

4. Телекоммуникации

Список использованной литературы

Введение

Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

Одна из первых возникших при развитии вычислительной техники задач, потребовавшая создания сети хотя бы из двух ЭВМ - обеспечение многократно большей, чем могла дать в то время одна машина, надежности при управлении ответственным процессом в режиме реального времени. Так, при запуске космического аппарата необходимые темпы реакции на внешние события превосходят возможности человека, и выход из строя управляющего компьютера грозит непоправимыми последствиями. В простейшей схеме работу этого компьютера дублирует второй такой же, и при сбое активной машины содержимое ее процессора и ОЗУ очень быстро перебрасывается на вторую, которая подхватывает управление (в реальных системах все, конечно, происходит существенно сложнее).

Сети ЭВМ породили существенно новые технологии обработки информации - сетевые технологии. В простейшем случае сетевые технологии позволяют совместно использовать ресурсы - накопители большой емкости, печатающие устройства, доступ в Internet, базы и банки данных. Наиболее современные и перспективные подходы к сетям связаны с использованием коллективного разделения труда при совместной работе с информацией - разработке различных документов и проектов, управлении учреждением или предприятием и т.д.

Компьютерные сети и сетевые технологии обработки информации стали основой для построения современных информационных систем. Компьютер ныне следует рассматривать не как отдельное устройство обработки, а как "окно" в компьютерные сети, средство коммуникаций с сетевыми ресурсами и другими пользователями сетей.

1. Аппаратные средства компьютерных сетей

Локальные сети (ЛС ЭВМ) объединяют относительно небольшое число компьютеров (обычно от 10 до 100, хотя изредка встречаются и гораздо больше) в пределах одного помещения (учебный компьютерный класс), здания или учреждении (например, университета). Традиционное название - локальная вычислительная сеть (ЛВС) - скорее дань тем временам, когда сети в основном использовались для решения вычислительных задач; сегодня же в 99% случаев речь идет исключительно об обмене информацией в виде текстов, графических и видео-образов, числовых массивов. Полезность ЛС объясняется тем, что от 60% до 90% необходимой учреждению информации циркулирует внутри него, не нуждаясь в выходе наружу.

Большое влияние на развитие ЛС оказало создание автоматизированных систем управления предприятиями (АСУ). АСУ включают несколько автоматизированных рабочих мест (АРМ), измерительных комплексов, пунктов управления. Другое важнейшее поле деятельности, в котором ЛС доказали свою эффективность - создание классов учебной вычислительной техники (КУВТ).

Благодаря относительно небольшим длинам линий связи (как правило, не более 300 метров), по ЛC можно передавать информацию в цифровом виде с высокой скоростью передачи. На больших расстояниях такой способ передачи неприемлем из-за неизбежного затухания высокочастотных сигналов, в этих случаях приходится прибегать к дополнительным техническим (цифро-аналоговым преобразованиям) и программным (протоколам коррекции ошибок и др.) решениям.

Характерная особенность ЛС - наличие связывающего всех абонентов высокоскоростного канала связи для передачи информации в цифровом виде. Существуют проводные и беспроводные каналы. Каждый из них характеризуется определенными значениями существенных с точки зрения организации ЛС параметров:

1. скорости передачи данных;

2. максимальной длины линии;

3. помехозащищенности;

4. механической прочности;

5. удобства и простоты монтажа;

6. стоимости.

В настоящее время обычно применяют четыре типа сетевых кабелей:

1. коаксиальный кабель;

2. незащищенная витая пара;

3. защищенная витая пара;

4. волоконно-оптический кабель.

Первые три типа кабелей передают электрический сигнал по медным проводникам. Волоконно-оптические кабели передают свет по стеклянному волокну.

Большинство сетей допускает несколько вариантов кабельных соединений.

Коаксиальные кабели состоят из двух проводников, окруженных изолирующими слоями. Первый слой изоляции окружает центральный медный провод. Этот слой оплетен снаружи внешним экранирующим проводником. Наиболее распространенными коаксиальными кабелями являются толстый и тонкий кабели "Ethernet". Такая конструкция обеспечивает хорошую помехозащищенность и малое затухание сигнала на расстояниях.

Различают толстый (около 10 мм в диаметре) и тонкий (около 4 мм) коаксиальные кабели. Обладая преимуществами по помехозащищенности, прочности, длине, толстый коаксиальный кабель дороже и сложнее в монтаже (его сложнее протягивать по кабельным каналам), чем тонкий. До последнего времени тонкий коаксиальный кабель представлял собой разумный компромисс между основными параметрами линий связи ЛВС и наиболее часто используется для организации крупных ЛС предприятий и учреждений. Однако более дорогие толстые кабели обеспечивают лучшую передачу данных на большее расстояние и менее чувствительны к электромагнитным помехам.

Витые пары представляют собой два провода, скрученных вместе шестью оборотами на дюйм для обеспечения защиты от электромагнитных помех и согласования электрического сопротивления. Другим наименованием, обычно потребляемым для такого провода, является "IBM тип-3". В США такие кабели прокладываются при постройке зданий для обеспечения телефонной связи. Однако использование телефонного провода, особенно когда он уже размещен в здании, может создать большие проблемы. Во-первых, незащищенные витые пары чувствительны к электромагнитным помехам, например электрическим шумам, создаваемым люминесцентными светильниками и движущимися лифтами. Помехи могут создавать также сигналы, передаваемые по замкнутому контуру в телефонных линиях, проходящих вдоль кабеля локальной сети. Кроме того, витые пары плохого качества могут иметь переменное число витков на дюйм, что искажает расчетное электрическое сопротивление.

Важно также заметить, что телефонные провода не всегда проложены по прямой линии. Кабель, соединяющий два рядом расположенных помещения, может на самом деле обойти половину здания. Недооценка длины кабеля в этом случае может привести к тому, что фактически она превысит максимально допустимую длину.

Защищенные витые пары схожи с незащищенными, за исключением того, что они используют более толстые провода и защищены от внешнего воздействия шеи изолятора. Наиболее распространенный тип такого кабеля, применяемого в локальных сетях, "IBM тип-1" представляет собой защищенный кабель с двумя витыми парами непрерывного провода. В новых зданиях лучшим вариантом может быть кабель "тип-2", так как он включает помимо линии передачи данных четыре незащищенные пары непрерывного провода для передачи телефонных переговоров. Таким образом, "тип-2" позволяет использовать один кабель для передачи как телефонных переговоров, так и данных по локальной сети.

Защита и тщательное соблюдение числа повивов на дюйм делают защищенный кабель с витыми парами надежным альтернативным кабельным соединением Однако эта надежность приводит к увеличению стоимости.

Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых импульсов стеклянным "проводам". Большинство систем локальных сетей в настоящее время поддерживает волоконно-оптическое кабельное соединение. Волоконно-оптический кабель обладает существенными преимуществами по сравнению с любыми вариантами медного кабеля. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены потерям информационных пакетов из-за электромагнитных помех. Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Однако наиболее важно то, что только оптический кабель имеет достаточную пропускную способность, которая в будущем потребуется для более быстрых сетей.

Пока еще цена волоконно-оптического кабеля значительно выше медного. По сравнению с медным кабелем монтаж оптического кабеля более трудоемок, по сколько концы его должны быть тщательно отполированы и выровнены до обеспечения надежного соединения. Однако ныне происходит переход на оптоволоконные линии, абсолютно неподверженные помехам и находящиеся вне конкуренции по пропускной способности. Стоимость таких линий неуклонно снижается, технологические трудности стыковки оптических волокон успешно преодолеваются.

Беспроводная связь на радиоволнах может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений типа ангаров или павильонов, там где использование обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные сегменты локальных сетей на расстояниях 3 - 5 км (с антенной типа волновой канал) и 25 км (с направленной параболической антенной) при условии прямой видимости. Организации беспроводной сети существенно дороже, чем обычной.

Для организации учебных ЛС чаще всего используется витая пара, как самая дешевая, поскольку требования к скорости передачи данных и длине линий не являются критическими.

Для связи компьютеров с помощью линий связи ЛС требуются адаптеры сети (или, как их иногда называют, сетевые платы). Самыми известными являются: адаптеры следующих трех типов:

1. ArcNet; 2. Token Ring; 3. Ethernet.

2. Конфигурация ЛС и организация обмена информацией

2.1 Виды архитектур ЛС

В простейших сетях с небольшим числом компьютеров они могут быть полностью равноправными; сеть в этом случае обеспечивает передачу данных от любого компьютера к любому другому для коллективной работы над информацией. Такая сеть называется одноранговой.

Однако в крупных сетях с большим числом компьютеров оказывается целесообразным выделять один (или несколько) мощных компьютеров для обслуживания потребностей сети (хранение и передачу данных, печать на сетевом принтере). Такие выделенные компьютеры называют серверами; они работают под управлением сетевой операционной системы. В качестве сервера обычно используется высокопроизводительный компьютер с большим ОЗУ и винчестером (или даже несколькими винчестерами) большой емкости. Клавиатура и дисплей для сервера сети не обязательны, поскольку они используются очень редко (для настройки сетевой ОС).

Все остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции могут не иметь винчестерских дисков или даже дисководов вовсе. Такие рабочие станции называют бездисковыми. Первичная загрузка ОС на бездисковые рабочие станции происходит по локальной сети с использованием специально устанавливаемых на сетевые адаптеры рабочих станций микросхем ОЗУ, хранящих программу начальной загрузки.

ЛС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные конфигурации (или, как еще говорят, архитектуру, или топологию).

В кольцевой ЛС информация передается по замкнутому каналу. Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими соседями, хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети.

В звездообразной (радиальной) ЛС в центре находится центральный управляющий компьютер, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий их друг с другом.

В шинной конфигурации компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями.

В древовидной - существует "главный" компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня, и т.д.

Кроме того, возможны конфигурации без отчетливого характера связей; пределом является полносвязная конфигурация, когда каждый компьютер в сети непосредственно связан с любым другим компьютером.

В крупных ЛС предприятий и учреждений чаще всего используется шинная (шейная) топология, соответствующая архитектуре многих административных зданий, имеющих длинные коридоры и кабинеты сотрудников вдоль них. Для учебных целей в КУВТ чаще всего используют кольцевые и звездообразные ЛС.

В любой физической конфигурации поддержка доступа от одного компьютера к другому, наличие или отсутствие выделенного компьютера (в составе КУВТ его называют "учительским", а остальные - "ученическими"), выполняется программой – сетевой операционной системой, которая по отношению к ОС отдельных компьютеров является надстройкой. Для современных высокоразвитых ОС персональных компьютеров вполне характерно наличие сетевых возможностей (например, OS/2, WINDOWS 95-98).

2.2 Компоненты передачи данных по сети

Процесс передачи данных по сети определяют шесть компонент:

1. компьютер-источник;

2. блок протокола;

3. передатчик;

4. физическая кабельная сеть;

5. приемник;

6. компьютер-адресат.

Компьютер-источник может быть рабочей станцией, файл-сервером, шлюзом или любым компьютером, подключенным к сети. Блок протокола состоит из набора микросхем и программного драйвера для платы сетевого интерфейса. Блок протокола отвечает за логику передачи по сети. Передатчик посылает электрический сигнал через физическую топологическую схему. Приемник распознает и принимает сигнал, передающийся по сети, и направляет его для преобразования в блок протокола. Цикл передачи данных начинается с компьютера-источника, передающего исходные данные в блок протокола. Блок протокола организует данные в пакет передачи, содержащий соответствующий запрос к обслуживающим устройствам, информацию по обработке запроса (включая, если необходимо, адрес получателя) и исходные данные для передачи. Пакет затем направляется в передатчик для преобразования в сетевой сигнал. Пакет распространяется по сетевому кабелю пока не попадает в приемник, где перекодируется в данные. Здесь управление переходит к блоку протокола, который проверяет данные на сбойность, передает "квитанцию" о приеме пакета источнику, переформировывает пакеты и передает их в компьютер-адресат.