Виды компьютерных сетей

Компьютерной сетью называется объединение двух и более компьютеров посред­ством каналов передачи данных. Таким образом, назначение любой сети - совме­ стное использование аппаратных и программных ресурсов, доступ к информаци­ онным ресурсам. Компьютерные сети занимают все более важное место в жизни человечества. Сети могут объединять информационные ресурсы, как небольших предприятий, так и крупных организаций, занимающих удаленные друг от друга помещения, иногда даже расположенные в разных странах. Это и определяет спо­ соб соединения компьютеров между собой и, соответственно, вид сети.

По характеру использования в сети компьютеры разделяются на серверы и рабо­ чие станции .

Сервер - специально выделенный компьютер, который предназначен для разде­ ления файлов, удаленного запуска приложений, обработки запросов на получе­ ние информации из баз данных и обеспечения связи с общими внешними устрой­ ствами: принтерами, модемами, устройствами чтения компакт-дисков.

Рабочая станция (или клиент) - персональный компьютер, пользующийся услу­ гами, предоставляемыми серверами.

Существуют два основных подхода (рис. 1) к взаимодействию компьютеров в сети.

Первый подход: перенос основной части вычислений и обработки информации на сервер; клиент отвечает только за небольшую часть работы, не требующую больших ресурсов. Этот подход является основой централизованной обработки информации.

Второй подход: основная часть обработки информации производится на рабочих станциях, а сервер выступает как хранилище информации. Этот подход являет­ся основой децентрализованной (распределенной) обработки информации.

Рис. 1. Варианты построения сети

Существуют два основных вида компьютерных сетей (рис. 2): локальные и глобальные.

Рис. 2. Виды сетей

Локальная сеть - соединенные между собой компьютеры, расположенные на не­ больших расстояниях друг от друга.

Как правило, локальная сеть связывает компьютеры, расположенные в пределах одного здания, на расстояниях порядка 50-100 метров; 90% информации, цир­ кулирующей в такой сети, - это информация местной организации. Например, в офисе, расположенном в одном здании, работники имеют доступ к одним и тем же внутренним источникам информации для подготовки различных отчетов, составления расписания и планирования общей деятельности предприятия. Спе­ циальные сетевые программы позволяют автоматически планировать собрания, подбирая для них наиболее подходящее для всех время; начальник может прове­ рять, выполнены ли его поручения, которые были разосланы по сети и т. д.

В состав локальной сети могут входить не только компьютеры, но и принтеры, и другие внешние устройства общего пользования. Для организации локальной сети используются различные типы кабелей.

По способу связи компьютеров в локальной сети различают одноранговые сети и сети с выделенным, сервером . В одноранговых сетях (рис. 3) используется техно­логия «равный к равному». Любой компьютер может использовать ресурсы любого подключенного к нему компьютера. Иначе говоря, любой компьютер может вы­ ступать и как сервер, и как клиент. Это накладывает определенные ограничения на состав и производительность таких сетей, которые заключаются в следующем:

количество компьютеров должно быть в пределах 10-30, в зависимости от интенсивности потоков сообщений в сети;

не принято использовать персональные компьютеры как серверы приложений", а только как файл-серверы или как машины для подключения к принтерам;

работа приложений на компьютере ухудшается, когда его ресурсами пользу­ ются другие компьютеры сети.

Сети с выделенным сервером (рис. 4) в этом смысле гораздо стабильнее и про­ изводительнее.

Рис. 3. Одноранговая локальная сеть

Если компьютеры расположены на удаленном расстоянии друг от друга, то для передачи данных используются другие каналы связи: телефонные линии, спутнико­ вая связь, оптоволоконные линии. Такие каналы связи могут соединить компьюте­ ры, расположенные как в соседних домах, так и на разных материках. Расстояние здесь - не помеха. Сети, обеспечивающие удаленное соединение компьютеров и локальных сетей, называются глобальными.

Рис. 4. Локальная сеть с выделенным сервером

Прообразом глобальных сетей исторически стали региональные сети, которые обеспечивали связь компьютеров в пределах одного региона.

Широко известным примером глобальной сети является Internet - всемирная компьютерная сеть: совокупность технических средств, программного обеспече­ ния, стандартов и договоренностей, позволяющих поддерживать связь между различными компьютерными сетями в мире.

В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны еди­ные правила, которые называются технологией Internet . Эти правила устанавли­ вают единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной, единые правила передачи данных , единую систему идентификации компьютера в сети (присвоения ему сетевого адреса ). При создании этой тех­ нологии преследовалось несколько целей, однако одной из основных было со­ здание сети, устойчивой к частичным повреждениям. Одним из путей достиже­ния этой цели является разработка технологии децентрализованной обработки информации в сети.

Децентрализация обработки информации достигается наличием огромного чис­ ла серверов, расположенных в различных частях света, и разнообразием путей доступа к этим серверам. Это значит, что при неисправности некоторого узла (компьютера-сервера) сети функционирование всех остальных компьютеров со­ храняется за счет других, исправных серверов. Данные, организованные в паке­ ты, перемещаются по сети к компьютеру с нужным адресом и при возникнове­ нии аварии одного из компьютеров автоматически направляются по другому маршруту. Для получателя совершенно неважно, по какому маршруту тот или иной пакет дойдет до него. На месте назначения они соединятся в одно целое. Так что пакеты могут достичь адресата и обходными путями.

Глобальная сеть - объединение компьютеров, расположенных на удаленном рас­ стоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.

Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно бы­ стро. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демон­ стрирует самая популярная сеть - Internet .

Изменяются и локальные сети. Наряду с пассивным кабелем, соединяющим компьютеры, появилось коммуникационное оборудование (коммутаторы) и про­ граммное обеспечение (маршрутизаторы, шлюзы). Благодаря этому появилась возможность создания больших корпоративных сетей, которые насчитывают тысячи компьютеров и имеют сложную структуру.

Вспомним, как заказывают железнодорожные билеты. По запросу любого касси­ ра-оператора на его монитор выводится информация о наличии свободных мест, стоимости проездных билетов и т. п. По указанию пассажира кассир через сеть вводит в центральный компьютер запрос на приобретение билета и оформляет продажу билета. Оплаченное место после покупки изымается из дальнейшей продажи. Это - пример централизованной обработки информации в сети. Про­ дажа билетов на одни и те же маршруты может вестись из множества городов. Такую сеть уже нельзя назвать локальной. Она служит для обработки информа­ции одной фирмы или объединения фирм и потому называется корпоративной (от слова корпорация - объединение).

Корпоративная сеть - объединение локальных сетей в пределах одной корпора­ ции для решения общих задач.

Корпоративные сети могут связывать в пределах одной корпорации филиалы, территориально удаленные друг от друга. Для корпоративных сетей характерно сочетание централизованной обработки информации с использованием удален­ ного соединения компьютеров. Информация может изменяться работниками, имеющими доступ к ней. Описанные выше сети могут иметь выход в другие вне­ шние сети, например, для того, чтобы получить информацию из удаленных баз данных глобального значения, или переслать сообщения по электронной почте в другую сеть, отправить факс.

В настоящее время для связи компьютеров в корпоративных сетях разработана новая технология - Internet . Intranet использует опыт работы в распределенной среде и построена на технологии «клиент-сервер» с централизованной обработ­ кой информации.

Технология Intranet имеет следующие преимущества:

облегченное централизованное управление сервером и клиентскими рабочи­ ми местами;

распределенная корпоративная информационная система, которая использу­ ет протоколы и технологию Internet ;

сервер не обязательно является фиксированной машиной; им может быть любой компьютер корпорации, а также любой сервер Internet ;

Intranet предоставляет возможность объединения разнородных программных решений;

Intranet использует открытые стандарты.

Таким образом, технология Intranet гибко сочетает возможности централизован­ной и распределенной обработки информации, и позволяет достичь наибольшей эффективности работы.

Аппаратное обеспечение компьютерных сетей

Основная цель создания любой компьютерной сети (локальной или глобальной) состоит в обеспечении обмена информацией между ее объектами (серверами и клиентами). Очевидно, что для этого необходимо осуществить связь компьюте­ров между собой. Поэтому обязательными компонентами любой сети являются всевозможные каналы связи (проводные и беспроводные), для которых исполь­зуют различные физические среды. В соответствии с этим различают такие ка­ налы связи как электрический кабель, телефонные и оптоволоконные линии, радиосвязь, космическая связь.

Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовывать ком­пьютерные сигналы в сигналы физических сред, то есть сделать возможным их передачу по электрическим, оптическим, телефонным путям. Для этого исполь­ зуют сетевые адаптеры.

Сетевые адаптеры (сетевые карты) - технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи.

Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида ка­ нала связи нужен свой тип сетевого адаптера. Адаптер вставляют в свободное гнездо материнской платы компьютера и соединяют кабелем с сетевым адапте­ром другого компьютера. На сетевых картах выставляются адреса компьютеров в сети, без которых невозможна передача. Когда информация циркулирует по сети, любой сетевой компьютер отбирает из нее лишь ту, которая предназначена для него. Определяется она в соответствии с адресом компьютера.

Для связи удаленных компьютеров широко используются телефонные линии. Для передачи информации по телефонной линии в компьютере должно быть ус­ тановлено специальное устройство - модем . Информацию, хранящуюся на ком­пьютере в двоичном цифровом коде, модем преобразует (модулирует) в аналого­ вые сигналы, которые могут передаваться по телефонной линии. На другом конце соединения они принимаются другим модемом и преобразуются (демодулируют ся) из аналоговых сигналов в цифровые сигналы компьютера.

Для того чтобы информация, переданная одним компьютером, после ее получения была понята другим компьютером, было необходимо разработать единые прави­ ла передачи данных в сети, называемых протоколами . При их разработке учиты­ вались все проблемы связи и вырабатывались стандартные алгоритмы доставки информации.

Протокол передачи устанавливает соглашение между взаимодействующими компьютерами. Для того чтобы связь между компьютерами была установлена, необходимо задать их адреса. Правила образования адресов компьютеров в гло­бальной сети должны быть абсолютно одинаковыми, несмотря на то, что компь­ ютеры в сети могут быть разнородными и использовать различные операцион­ ные системы.

Понятие Internet обычно связывают с двумя важнейшими особенностями этой гиперсети:

пакетным способом передачи информации;

использованием международного протокола TCP/IP, который обеспечивает передачу информации между сетями различных типов.

Согласно протоколу TCP , отправляемые данные делятся на пакеты , каждый па­ кет маркируется таким образом, чтобы в нем была информация, необходимая для правильной сборки документа на компьютере получателя. Протокол TCP также отвечает за надежность передачи больших объемов информации, обрабатывает и устраняет сбои в работе сети.

Протокол IP обеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу) сетевых паке­ тов. Суть этого протокола состоит в том, что у каждого участника сети должен быть свой уникальный адрес, называемый IP -адресом. Структура IP -адреса тако­ ва, что каждый компьютер, через который проходит TCP -пакет, может определить, кому этот пакет необходимо переслать. При пересылке пакета учитывается не географическая близость, а условия связи и пропускная способность линии.

Протоколы TCP и IP тесно взаимосвязаны, и их часто объединяют, говоря, что в Internet базовым является протокол TCP/IP.

Программное обеспечение компьютерных сетей

Для обеспечения работы сети необходимо не только наличие аппаратных средств, но и соответствующее программное обеспечение.

К сетевым программным средствам относится, прежде всего, операционная сис­тема, обеспечивающая конфигурирование и настройку сети. Современные вер­сии операционной системы Windows позволяют настроить работу, как в локаль­ ной, так и в глобальной сети.

Существуют также программные средства, которые выставляют сетевые адреса компьютеров. Возникло большое количество специальных сетевых системных оболочек. Эти надстройки дают возможность определить адреса компьютеров, заказать нужное количество пользователей сети, если сеть ограничена по коли­ честву клиентов, сделать доступными каталоги или аппаратные ресурсы компь­ ютерам-клиентам в сети, назначив им определенные права, и т. д. Программы дают возможность защищать информацию. Можно делать одни каталоги доступ­ ными только для чтения, другие - для чтения и записи информации, а часть во­ обще недоступной, скрытой. В последнем случае пользователям видна лишь часть информации сервера. Сетевые программы дают возможность назначать для раз­ных пользователей разные права доступа. Эта необходимая мера приводит к со­ хранности информации и к соблюдению ее конфиденциальности.

На компьютерах, пользователи которых хотят получить доступ к ресурсам дру­ гих компьютеров, необходимо добавить к операционной системе некоторые

специальные программные модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их на нужный компьютер. Такие моду­ ли называют обычно программными клиентами. Собственно же адаптеры и кана­ лы связи передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресур­ сов выполняют клиентские и серверные части операционных систем.

Программа, запрашивающая определенные информационные услуги, называет­ ся клиентом, а программа, отвечающая на этот запрос, - сервером. Пара программ­ ных модулей клиент-сервер обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой. Обычно сетевая операционная си­ стема поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей: файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленно­ го доступа и другие.

Существует большое разнообразие клиентских почтовых программ. К ним отно­сятся, например, Microsoft Outlook Express , входящая в состав операционной сис­ темы Windows 98 как стандартная. Более мощная программа, интегрирующая в себе, кроме поддержки электронной почты, другие средства делопроизводства - Microsoft Outlook . Определенной популярностью пользуются программы The Bat и Eudora Pro .

Для того чтобы пересылать информацию по электронной почте, пользователь должен иметь свой электронный адрес. Адреса электронной почты имеют одина­ ковую структуру:

Имя_пользователя@ДоменЗ.Домен2.Домен1

В этой записи, как и в обычном почтовом адресе, есть две части: кому и куда, раз­ деленные знаком «@». Правая часть однозначно определяет имя почтового сер­вера, а вместе с левой - почтовый ящик пользователя. Понятно, что этот адрес должен быть уникальным.

Домен ( domain ) - область, разделяющая компьютеры по территориальному или тематическому признаку. Существуют домены нескольких уровней. Домен выс­ шего уровня в электронном адресе указывается справа. Например, ru - домен России, ua - Украины, са - Канады; com - коммерческие организации, org - го­ сударственные, edu - образовательные. Система доменов имеет иерархическую структуру, поэтому домены следующих уровней указываются в адресе по степе­ ни вложенности справа налево и разделяются точкой. Обычно домен второго уровня означает имя организации или города. Так, например, домен второго уров­ ня spb означает Санкт-Петербург, microsoft - компанию Microsoft .

Сегодня сеть Internet используется в различных областях: в науке, технике, об­ разовании, экономике. Первое, с чем сталкивается пользователь сети Internet , - это огромное количество информации. Большинство документов, доступных на серверах сети Internet , имеют гипертекстовый формат.

Гипертекст - это документ, содержащий ссылки на другие документы, органи­ зованные по определенным правилам.

Службу Internet , управляющую передачей таких документов, называют World Wide Web ( WWW ) - «всемирная паутина». Этим же термином или средой www называют совокупность документов, между которыми существуют гипертекстовые связи.

Для просмотра Web -страниц используются специальные программы, которые называются браузерами, обозревателями или навигаторами. Самыми распрост­ раненными навигаторам являются Internet Explorer фирмы Microsoft и Netscape Navigator фирмы Netscape .

Адреса Web -документов имеют одинаковую структуру, например:

http :// dogovor . desk . ru

http :// www . piter . com

http :// officeupdate . microsoft . com

Для обмена файлами в одноранговой локальной сети необходимо, чтобы на каж­ дом компьютере был обеспечен общий доступ к некоторым папкам. Для пересыл­ ки файлов в папки общего доступа используется программа Сетевое окружение.

Кто такой администратор сети?

Вопросами, связанными с организацией локальной или корпоративной сети, ее настройкой и управлением занимаются специально подготовленные люди - адми­нистраторы сети или сетевые администраторы. Они устанавливают оборудова­ ние, настраивают программное обеспечение, определяют права доступа каждого пользователя к сети. Обыкновенному пользователю не обязательно вникать в пре­ мудрости устройства сети. Каждый должен заниматься своим делом. Поэтому ря­ довой пользователь, чтобы пользоваться услугами сети, должен знать лишь тип сети, в которой он работает, свой сетевой адрес и программное обеспечение, обеспе­ чивающее доступ к другим компьютерам и к Internet , а также свои права доступа

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации.

Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

• Территориальная распространенность;
• Ведомственная принадлежность;
• Скорость передачи информации;
• Тип среды передачи.

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети.

Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Локальные компьютерные сети

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, то есть пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной.

Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть - сетью на основе серверов.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Топология сети

Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети . Топологии сети могут быть различными.

Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, то есть каждый компьютер подключен к своему кабелю.

Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

Топология «шина»

Топология «звезда»

В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель - проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.

Топология «кольцо»

В сети, имеющей структуру типа «кольцо» передается между станциями по кольцу с приемом в каждом сетевом контроллере. Прием производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца. Достоинство кольцевой структуры - простота реализации устройств, а недостаток - низкая надежность.

Региональные компьютерные сети

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и прочее), создают собственные, так называемые корпоративные сети.

Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Глобальная компьютерная сеть Интернет

В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернет, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и так далее) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.

Интернет - это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер ).

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети. К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.

Вот пример одного из глобального центра

Крупный Google центр для хранения Интернет данных

О том, что весь современный мир представляет собой гигантскую виртуальную паутину известно, пожалуй, каждому школьнику. Времена, когда обмен информацией осуществлялся по принципу «из рук в руки», а основным носителем данных была проштампованная бумажная папочка, остались в далеком прошлом, теперь же бесчисленные виртуальные магистрали соединяют все точки планеты в единую информационную систему – компьютерную сеть передачи данных.

Что такое компьютерная сеть?

В общем смысле компьютерная сеть передачи данных – это система связи различной вычислительной техники (в т.ч. ПК и пользовательской оргтехники), необходимая для автоматического обмена данными между конечными пользователями, а также удаленного управления функциональными узлами и программным обеспечением данной сети.

Способов классификации компьютерных сетей великое множество (по архитектуре, типу среды передачи, сетевым операционным системам и т.д.), однако углубляться в дебри теории сетевых технологий мы не станем: особо любознательные пользователи всегда смогут найти данную информацию в учебной литературе. Здесь же мы ограничимся простейшей классификацией сетей в зависимости от их протяженности.

Итак, компьютерные сети по территориальному признаку делятся на локальные и глобальные:

Глобальная компьютерная сеть – это сеть передачи данных, охватывающая весь мир (или отдельные крупные регионы) и объединяющая неограниченное число несвязанных абонентов.

Локальная компьютерная сеть – это совокупность соединенных каналами связи ПК и сетевого оборудования, предназначенная для передачи данных конечному числу пользователей. К слову, термин «локальная сеть» был присвоен системе в те времена, когда возможности оборудования не позволяли организовать подобную связь для удаленных на большие расстояния абонентов, ныне же локальные компьютерные сети используются как для организации местной связи (в пределах одного здания или организации), так и охватывают целые города, регионы и даже страны.

Виды компьютерных сетей

По способу организации связи между абонентами топология компьютерных сетей выделяет следующие схемы локальных сетей:

Где узлами сети выступают компьютеры, оргтехника и различное сетевое оборудование.

Более сложные топологии (такие, как древовидная сеть, ячеистая сеть и т.д.) строятся путем различных соединений трех элементарных видов локальной сети.

Функции локальных сетей

О предназначении глобальных сетей и том, какую пользу миру несет интернет, мы рассказывать не станем: основные функции всемирной паутины и так прекрасно известны каждому пользователю, а подробному описанию всех возможностей сети можно посвятить не одну книгу.

При этом домашние сети незаслуженно обделены информационным вниманием, и многие пользователи не понимают, зачем вообще им нужна локальная сеть.

Итак, основные функции локальной сети:

• - Оптимизация рабочего процесса. Так, домашняя локальная сеть, организованная, например, в офисе, обеспечивает всем его сотрудникам возможность дистанционного обмена данными, а также совместного использования всех видов оргтехники;
• - Общение. Конечно, полностью заменить «интернет-коннектинг» локальные сети не смогут, но в тех случаях, когда требуется организовать собственный, закрытый от внешних пользователей, канал связи (например, форум сотрудников корпорации) локальные сети просто незаменимы;

• - Возможность удаленного администрирования. Так, корпоративная локальная сеть позволяет одному специалисту оказывать техническую поддержку нескольких десятков различных устройств;
• - Экономия. Согласитесь, логичнее единожды оплатить подключение к интернету и обеспечить всем сотрудникам организации (пользовательским устройствам) возможность свободного доступа, чем проплачивать доступ к всемирной паутине каждому сотруднику (гаджету) индивидуально;
• - Игры, безопасность обмена данными, пользовательский комфорт и многое другое.

Таким образом, локальная сеть - весьма и весьма полезный инструмент в любой сфере деятельности. По сути, именно локальные сети заменили всем известную «голубиную почту» как на любом предприятии, так и между друзьями-знакомыми (ведь это куда более функциональная альтернатива перестукивания по батарее и сигналов типа «кактус» на подоконнике). И наши уроки помогут вам не только создать локальную сеть с нуля своими руками, но и решить куда более сложные вопросы администрирования корпоративных сетей и настройки разных видов сетевого оборудования.

» [Экзамен по информатике][Билет №22]

Локальные и глобальные компьютерные сети. Адресация в сетях.

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

• Территориальная распространенность;
• Ведомственная принадлежность;
• Скорость передачи информации;
• Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Локальные компьютерные сети.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть - сетью на основе серверов.
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Топология сети.

Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.

Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.

Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.

В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца.
Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.

Региональные компьютерные сети.

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети.

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Глобальная компьютерная сеть Интернет.

В 1969 году в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы Internetting Project ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i). Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных публикациях широко применяется и русскоязычное написание - Интернет).

В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.

Интернет - это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети.

К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.

Адресация в Интернет

Для того, чтобы связаться с некоторым компьютером в сети Интернет, Вам надо знать его уникальный Интернет - адрес. Существуют два равноценных формата адресов, которые различаются лишь по своей форме: IP - адрес и DNS - адрес.

IP - адрес

IP - адрес состоит из четырех блоков цифр, разделенных точками. Он может иметь такой вид:
84.42.63.1

Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно получить свыше четырех миллиардов возможных адресов. Но так как некоторые адреса зарезервированы для специальных целей, а блоки конфигурируются в зависимости от типа сети, то фактическое количество возможных адресов немного меньше. И тем ни менее, его более чем достаточно для будущего расширения Интернет.

С понятием IP - адреса тесно связано понятие "хост". Под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. Это может быть не только компьютер, но и маршрутизатор, концентратор и т.п. Все эти устройства, подключенные в сеть, обязаны иметь свой уникальный IP - адрес.

DNS - адрес

IP - адрес имеет числовой вид, так как его используют в своей работе компьютеры. Но он весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS. DNS - адрес включает более удобные для пользователя буквенные сокращения, которые также разделяются точками на отдельные информационные блоки (домены). Например:

Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен, который преобразует его в 32 - битный IP - адрес для машинного считывания.

Доменные имена

DNS - адрес обычно имеет три составляющие (хотя их может быть сколько угодно).

Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране свой код) и административные (трехбуквенные).

России принадлежит географический домен ru .

Портал Клякс@.net зарегистрировал домен второго уровня klyaksa в административном домене верхнего уровня net.

Имена компьютеров, которые являются серверами Интернета, включают в себя полное доменное имя и собственно имя компьютера. Так полный адрес портала Клякс@.net имеет вид www.сайт

gov - правительственное учреждение или организация
mil - военное учреждение
com - коммерческая организация
net - сетевая организация
org - организация, которая не относится не к одной из выше перечисленных

Среди часто используемых доменов - идентификаторов стран можно выделить следующие:

at - Австрия
au - Австралия
ca - Канада
ch - Швейцария
de - Германия
dk - Дания
es - Испания
fi - Финляндия
fr - Франция
it - Италия
jp - Япония
nl - Нидерланды
no - Норвегия
nz - Новая Зеландия
ru - Россия
se - Швеция
uk - Украина
za - Южная Африка

Адрес E-mail

С помощью IP - адреса или DNS - адреса в Интернет можно обратиться к любому нужному компьютеру. Если же Вы захотите послать сообщение по электронной почте, то указания только этих адресов будет недостаточно, поскольку сообщение должно попасть не только в нужный компьютер, но и к определенному пользователю системы.

Для доставки и прима сообщений электронной почты предназначен специальный протокол SMPT (Simple Mail Transport Protocol). Компьютер, через который в Интернет осуществляется передача сообщений электронной почты, называют SMPT - сервером. По электронной почте сообщения доставляются до указанного в адресе компьютера, который и отвечает за дальнейшую доставку. Поэтому такие данные, как имя пользователя и имя соответствующего SMPT - сервера разделяют знаком "@". Этот знак называется "at коммерческое" (на жаргоне - собачка, собака). Таким образом, Вы адресуете свое сообщение конкретному пользователю конкретного компьютера. Например:
ivanov@сайт Здесь ivanov - пользователь, которому предназначено послание, а сайт - SMPT - сервер, на котором находится его электронный почтовый ящик (mailbox). В почтовом ящике хранятся сообщения, пришедшие по конкретному адресу.

URL (Uniform Resource Locator, унифицированный определитель ресурсов) - это адрес некоторой информации в Интернет. Он имеет следующий формат:
тип ресурса://адрес узла/прочая информация
Наиболее распространенными считаются следующие типы ресурсов:

Ftp:// ftp - сервер
gopher:// меню gopher
http:// адрес в WWW
mailto:// адрес электронной почты
news:// группа новостей UseNet
telnet:// компьютер, в котором можно зарегистрироваться, используя telnet

Ресурсная часть URL всегда заканчивается двоеточием и двумя или тремя наклонными чертами. Далее следует конкретный адрес узла, который Вы хотите посетить. За ним в качестве ограничителя моет стоять наклонная черта. В принципе, этого вполне достаточно. Но если Вы хотите просмотреть конкретный документ на данном узле и знаете точно его место расположения, то можете включить его адрес в URL. Ниже приведены несколько URL и расшифровка их значений:

Http://www..php главная страница информационно-образовательного портала Клякс@.net

ftp://ftp.microsoft.com/dirmap.txt файл с именем dirmap.txt на ftp - сервере компании Microsoft

Итак, в Интернет возможны следующие виды адресов.

Айгазиева Салтанат, Афанасьева Светлана,Кутепова Наталья

Тема исследования группы

Компьютерные сети

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Какие сети бывают?

Гипотеза исследования

Компьютерные сети бывают: Локальные, Глобальные, Региональные

Цели исследования

Изучить устройство компьютерной сети; Изучить основные средства работы с сетями.

Ход исследования

Что такое компьютерная сеть? Сеть - группа компьютеров и/или других устройств, каким-либо способом соединенных для обмена информацией и совместного использования программ, файлов данных и периферийных устройств.

Сервер - компьютер с установленной на нем серверной операционной системой, предоставляющий свои программные и аппаратные ресурсы пользователям сети.

Пир(peer) - равноправный участник сети, предоставляющий сервисы другим участникам одноранговой сети и сам пользующийся их сервисами.

Магистраль - канал передачи между двумя точками - узлами или коммутаторами.

Интернет - совокупность сетей, связанных друг с другом телекоммуникационной инфраструктурой.

Домен - группа компьютеров, находящихся под единым управлением и имеющих общий сегмент в Интернет-адресе. IP адрес - 32-битовый адрес протокола Интернет, присвоенный узлу. Адрес IP содержит два компонента: номер узла и номер сети. Модем - устройство, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые для передачи по телефонной линии, а также выполняющее обратное преобразование входящих аналоговых сигналов в цифровые для обработки в компьютере. Роутер (маршрутизатор) - сетевое оборудование, работающее на сетевом уровне и устанавливающее связь между разными сетями. Сетевой коммутатор, свич, свитч (жарг. от англ. switch - переключатель) - устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Сетевой концентратор или хаб (жарг. от англ. hub - центр деятельности) - сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Протокол - стандарт, описывающий правила взаимодействия функциональных блоков при передаче данных. Пакет - отформатированный блок данных, передаваемых по сети. Какие бывают сети? Классификация компьютерных сетей По территориальной распространенности: PAN (Personal Area Network) - персональная сеть, предназначенная для взаимодействия устройств, принадлежащих одному владельцу. LAN (Local Area Network) - локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Доступ к локальным сетям разрешен только ограниченному кругу пользователей. CAN (Campus Area Network) - кампусная сеть, объединяет локальные сети близко расположенных зданий. MAN (Metropolitan Area Network) - городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов.WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. По типу функционального взаимодействия. Клиент-сервер - вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Смешанная сеть - архитектура сети, в которой имеется ряд серверов, образующих между собой одноранговую сеть. Конечные пользователи подключаются каждый к своему серверу по схеме «клиент-сервер». Одноранговая сеть - это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. В такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. Многоранговая сеть - сеть, в которой имеется ведущий, или «мастер» - контроллер, который координирует работу «ведомых» контроллеров, реально управляющих одной или несколькими точками прохода. По типу сетевой топологии: Базовые: Шина представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала. Кольцо - это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи работает только один передатчик и один приемник.Звезда - топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Производные: Двойное кольцо - это топология, построенная на двух кольцах. Первое кольцо - основной путь для передачи данных. Второе - резервный путь, дублирующий основной. Ячеистая - базовая полносвязная топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими рабочими станциями этой же сети. Решётка - это топология, в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку. При этом каждое ребро решётки параллельно её оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси.Дерево представляет собой более развитую конфигурацию типа «шина». Присоединение нескольких простых шин к общей магистральной шине происходит через активные повторители или пассивные размножители.Fat Tree - топология компьютерной сети для суперкомпьютеров. В утолщенном дереве связи между узлами становятся более производительными по пропускной способности с каждым уровнем по мере приближения к корню дерева. По типу среды передачи: Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель. Беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне). По функциональному назначению: Сети хранения данных - архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таким образом, чтобы операционная система распознала подключённые ресурсы как локальные. Серверная ферма - это ассоциация серверов, соединенных сетью передачи данных и работающих как единое целое. Сети управления процессом - это компьютеризированные системы, способные преобразовывать информацию, производить расчеты, логические операции, с использованием различных видов компьютерных сетей и современных информационных технологий. Сети SOHO & Домовая сеть - разновидность локальной вычислительной сети, проложенная в пределах одного здания или объединяющая несколько близлежащих зданий. По скорости передачи: низкоскоростные (до 10 Мбит/с) среднескоростные(до 100Мбит/с)высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с) По сетевым ОС: На основе Windows На основе UNIX На основе NetWare По необходимости поддержания постоянного соединения: Пакетная сеть, например Фидонет и UUCP Онлайновая сеть, например Интернет и GSM Как компьютеры в сети находят друг друга? Каждый компьютер в локальной сети имеет свой уникальный адрес, так же как человек имеет свой почтовый адрес. Именно по этим адресам компьютеры находят друг друга в сети. Двух одинаковых адресов в одной сети быть не должно. Формат адреса стандартный и определен протоколом IP. IP-адрес компьютера записывается в 32 разрядах (4 октета). Каждый октет содержит десятичное число от 0 до 255 (в двоичном виде запись представляет последовательность 0 и 1). IP-адрес представляет собой четыре числа, разделяемых точкой. Например, компьютер с IP-адресом 192.168.3.24. Общее число IP-адресов составляет 4,2 млрд, все адреса уникальны. IP-адрес может быть присвоен не только компьютеру, но и другим сетевым устройствам, например, принт-серверу или маршрутизатору. Поэтому все устройства в сети принято называть узлами или хостами. Одно и то же физическое устройство (компьютер или др.) может иметь несколько IP-адресов. Например, если в компьютер установлено несколько сетевых адаптеров, то каждый адаптер должен иметь свой уникальный IP-адрес. Такие компьютеры используются для соединения нескольких локальных сетей и называются маршрутизаторами. Большую IP-сеть разбивают на несколько подсетей, присвоив каждой из них свой адрес. Подсети - это отдельные, самостоятельно функционирующие части сети, имеющие свой идентификатор. Для адреса подсети, в IP-адресе, выделяется пространство из адреса узла. Для определения адреса сети и подсети используется маска подсети. Формат записи маски подсети такой же, как и формат IP-адреса, это четыре поля, разделяемых точкой. Таким образом, в паре с IP-адресом компьютеров обязательно указывается маска подсети.

Выводы

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

Все компьютерные сети без исключения имеют одно назначение-обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. Ресурсы бывают трех видов: аппаратные, программные, информационные. По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные. По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные. По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, региональными и городскими.

Локальная компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи, обеспечивающая пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров. Локальная сеть создаётся для рационального использования компьютерного оборудования и эффективной работы сотрудников.

Глобальная сеть (ГВС или WAN - World Area NetWork) - сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.

Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Internet – постоянно развивающаяся сеть, у которой ещё всё впереди, будем надеяться, что наша страна не отстанет от прогресса.