Компьютерные сети

1. Компьютерные сети Авторы: Максимовская М.А. и Ананьева В.А., учителя информатики Центра образования №109

2. 1. Передача информации Общая схема передачи информации: Обмен информацией между: Отправительинформации Получательинформации Осуществляется при помощи Канал передачи информации Основной характеристикой каналов передачи данных является их пропускная способность (скорость передачи данных). Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени. Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с. Иногда используется и байт. 1 байт/с = 23 бит/с = 8 бит/с1 Кбит/с = 210 бит/с = 1024 бит/с1 Мбит/с = 210 Кбит/с = 1024 Кбит/с1 Гбит/с = 210 Мбит/с = 1024 Мбит/с

3. 2. Локальные компьютерные сети Часто пользователям, работающим на удалённых друг от друга компьютерах необходимо пользоваться одной и той же информацией или ресурсами совместно. Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и позволяет пользователям не только быстро обмениваться информацией между собой, но и совместно использовать ресурсы компьютеров, а также периферийных устройств (принтеров, плоттеров, дисков, модемов и др.), подключённых к этой сети. 1) Локальные сети, в которых все компьютеры равноправны, называются одноранговыми. 2) Если компьютеров в сети больше 10, то для увеличения производительности, а также для большей надёжности хранения информации, некоторые компьютеры специально выделяются для хранения программ. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сетью на основе серверов. А) Аппаратное обеспечение сети. Каждый компьютер, подключённый к локальной сети, должен иметь специальную плату – сетевой адаптер. Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различного типа: коаксиального, витой пары, оптоволоконного.Основной функцией сетевого адаптера является передача и приём информации из сети. Скорость передачи информации по локальной сети обычно находится в диапазоне от 10 до 100 Мбит/с.

4. Б) Топология сети Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. 1) Вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой, называется линейная шина. 2) Если к каждому компьютеру подходит отдельный кабель от одного центрального узла, то реализуется локальная сеть типа звезда. Для построения сети с топологией звезда необходимо разместить в центре сети концентратор (хаб). Его основная функция - обеспечение связи между компьютерами, входящими в сеть. Обычно на основе топологии звезда создаются ЛВС с выделенным сервером. То есть все компьютеры, включая файл-сервер, не связываются непосредственно друг с другом, а с помощью кабеля «витая пара» присоединяются к концентратору. «+!» В случае выхода из строя одной из рабочих станций или кабеля, связывающего ее с концентратором, все остальные сохраняют работоспособность.

5. 3. Глобальная компьютерная сеть Интернет Интернет – это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая сотни миллионов компьютеров. Специальный компьютер (сервер Интернета) в локальной /региональной/ корпоративной сети ? Линия связи Пропускная способность более 20 Гбит/с ИНТЕРНЕТ Надёжность функционирования Интернета обеспечена большим количеством линий связи между региональными сегментами сети. Основа («каркас») Интернета – более 100 000 000 серверов, постоянно подключённых к сети. Пользователи подключаются к серверам Интернета с помощью локальных сетей (через сервер Интернета) или телефонных линий (через модем).

6. 4. Адресация в Интернете. IP-адрес – уникальный 32-битовый (в двоичной системе) адрес, который имеет каждый компьютер, подключённый к сети. Общее количество IP-адресов в сети составляет более 4 млрд: N = 232 = 4 294 967 296. Кратко: IP-адрессостоит из двух частей: адреса сетииадреса компьютерав данной сети. Подробно… Диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу (в двоичной системе): Диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу (в десятичной системе): Десятичная запись IP-адреса – 195.34.32.11 Двоичная запись IP-адреса – 11000011 00100010 00100000 00001011 Продолжение…

7. Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов (в двоичной системе) адреса: Вернуться…

8. 5. Доменная система имен. Доменная система имен ставит в соответствие числовому IP- адресу компьютера уникальное доменное имя. Доменные имена и IP-адреса распределяются международным координационным центром доменных имён и IP-адресов Служба DNS (Domain Name System) - это распределенная база данных, поддерживающая иерархическую систему имен для идентификации узлов в сети Internet. ПОДРОБНЕЕ… Служба DNS предназначена для автоматического поиска IP-адреса по известному символьному имени узла. Спецификация DNS определяется стандартами RFC 1034 и 1035. DNS требует статической конфигурации своих таблиц, отображающих имена компьютеров в IP-адрес. ПОДРОБНЕЕ… Некоторые доменные имена верхнего уровня: com - коммерческие организации (например, microsoft.com); edu - образовательные (например, mit.edu); gov - правительственные организации (например, nsf.gov); org - некоммерческие организации (например, fidonet.org); net - организации, поддерживающие сети (например, nsf.net). Продолжение…

9. Иерархия доменной системы имён Географические (двухбуквенные) Домены верхнего уровня Административные (трёхбуквенные) По наименованию корпорации-держателя домена Домены второго уровня Выдаётся клиентам компаниями, являющимися провайдерами Интернета Домены третьего уровня Примеры: ВЕРНУТЬСЯ…

10. Протокол DNS является служебным протоколом прикладного уровня. Этот протокол несимметричен - в нем определены DNS-серверы и DNS-клиенты. DNS-серверы хранят часть распределенной базы данных о соответствии символьных имен и IP-адресов. Эта база данных распределена по административным доменам сети Internet. Клиенты сервера DNS знают IP-адрес сервера DNS своего административного домена и по протоколу IP передают запрос, в котором сообщают известное символьное имя и просят вернуть соответствующий ему IP-адрес. Если данные о запрошенном соответствии хранятся в базе данного DNS-сервера, то он сразу посылает ответ клиенту, если же нет - то он посылает запрос DNS-серверу другого домена, который может сам обработать запрос, либо передать его другому DNS-серверу. Все DNS-серверы соединены иерархически, в соответствии с иерархией доменов сети Internet. Клиент опрашивает эти серверы имен, пока не найдет нужные отображения. Этот процесс ускоряется из-за того, что серверы имен постоянно кэшируют информацию, предоставляемую по запросам. Клиентские компьютеры могут использовать в своей работе IP-адреса нескольких DNS-серверов, для повышения надежности своей работы. База данных DNS имеет структуру дерева, называемого доменным пространством имен, в котором каждый домен (узел дерева) имеет имя и может содержать поддомены. Имя домена идентифицирует его положение в этой базе данных по отношению к родительскому домену, причем точки в имени отделяют части, соответствующие узлам домена. Корень базы данных DNS управляется центром Internet Network Information Center (INIC). Домены верхнего уровня назначаются для каждой страны, а также на организационной основе. Имена этих доменов должны следовать международному стандарту ISO 3166. Для обозначения стран используются трехбуквенные и двухбуквенные аббревиатуры, а для различных типов организаций используются трёхбуквенные аббревиатуры. Каждый домен DNSадминистрируется отдельной организацией, которая обычно разбивает свой домен на поддомены и передает функции администрирования этих поддоменов другим организациям. Каждый домен имеет уникальное имя, а каждый из поддоменов имеет уникальное имя внутри своего домена. Имя домена может содержать до 63 символов. Каждый хост в сети Internet однозначно определяется своим полным доменным именем (fully qualified domain name, FQDN), которое включает имена всех доменов по направлению от хоста к корню. Пример полного DNS-имени:citint.dol.ru. ВЕРНУТЬСЯ…

11. 6. Протокол передачи данных TCP/IP. TCP/IP - единый протокол передачи данных – обеспечивает объединение различных локальных, корпоративных и региональных сетей в одну глобальную сеть Интернет, функционирование и развитие сети Интернет. IP (Internet Protocol) – протокол маршрутизации – обеспечивает маршрутизацию IP-пакетов, т.е. доставку информации от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю. Подробнее… TCP (Transmission Control Protocol) – транспортный протокол – обеспечивает разбиение файлов на IP-пакеты в процессе передачи и сборку файлов в процессе получения. Подробнее… TCP-протокол IP-протокол ФАЙЛ IP-пакеты IP-пакеты путь от компьютера-отправителя КОМПЬЮТЕР-ОТПРАВИТЕЛЬ TCP-протокол IP-протокол IP-пакеты ФАЙЛ IP-пакеты путь к компьютеру-получателю КОМПЬЮТЕР-ПОЛУЧАТЕЛЬ Продолжение…

12. IP (Internet Protocol) – протокол маршрутизации Обеспечивает передачу информации между компьютерами сети. Передаваемая по сети информация «упаковывается в конверт», на котором «пишутся» IP-адреса компьютеров получателя и отправителя («кому:», «от кого»). Содержимое «конверта» - IP-пакет – набор байтов. IP-пакеты на пути к компьютеру-получателю проходят через многочисленные промежуточные серверы Интернета, на которых производится операция маршрутизации. В результате маршрутизации IP-пакеты направляются от одного сервера Интернета к другому, постепенно приближаясь к компьютеру-получателю. Вернуться…

13. TCP (Transmission Control Protocol) – транспортный протокол Обеспечивает разбиение файлов на IP-пакеты и сборку файлов из IP-пакетов. Если пересылать файл большого объёма по сети целиком, то он может надолго «закупорить» канал связи, сделать его недоступным для пересылки других сообщений. Чтобы этого не происходило, на компьютере-отправителе большой файл разбивается на мелкие части - IP-пакеты, каждый из которых пронумеровывается и которые затем транспортируются компьютеру-получателю. IP-пакеты на компьютере-получателе собираются в исходный файл в правильной последовательности. Для IP-протокола IP-пакеты никак не связаны между собой. Может сложиться так, что даже маршруты доставки этих пакетов будут разные, и первый IP-пакет может прийти позже последнего. TCP-протокол дождётся всех пакетов и только после этого соберёт файл в правильной последовательности. Вернуться…

14. 7. Подключение к Интернету через модем . «+» Прямое подключение, высокая скорость, высокая пропускная способность. «-» Очень дорого. Высокоскоростное (оптоволоконный или спутниковый канал связи) подключение к Интернету. Используют большие организации. Используют провайдеры Интернета. Доступ к Интернету для пользователей по коммутируемым телефонным каналам. Используется модем Компьютер (обмен данных с помощью цифровых электронных импульсов) Телефонная линия (передаются аналоговые сигналы) Модем– обеспечивает модуляцию (перевод цифрового сигнала в аналоговый) для передачи сигнала по телефонным линиям и демодуляцию (перевод аналогового сигнала обратно в цифровой) для передачи сигнала на компьютер. Посмотреть схему… Модемы различают: По конструктивному исполнению – внутренние и внешние; По скорости передачи информации (33,6 – 56 Кбит/с). Модемы осуществляют: Сжатие данных на выходе и восстановление на входе; Коррекция ошибок при передаче информации (модем принимающей стороны отправляет запрос на повторную передачу данных). Продолжить… Вернуться…

15. Вернуться…

16. 8. Информационные ресурсы и сервисы . 1. Электронная почта; 2. Всемирная паутина (гипертекст, технология WWW, универсальный указатель ресурсов (URL); 3. Файловые архивы (серверы файловых архивов, протокол передачи файлов (FTP)); 4. Поисковые системы; 5. Интерактивное общение (chat, ICQ); 6. Мультимедиа технологии в сети (прослушивание и просмотр в режиме реального времени); 7. Электронная коммерция.