Компьютерная сеть которая устанавливается на небольшие расстояния в пределах одного здания
Жизнедеятельность человека связана с разнообразными ресурсами: природными, материальными, энергетическими, финансовыми.
Они возникли как результат интеллектуальной деятельности человека, обладающего определёнными знаниями и опытом.
Эти знания материализуются в виде произведений искусства, литературы, научных разработок, баз данных, алгоритмов, компьютерных программ.
С распространением персональных компьютеров огромную роль в предоставлении человеку доступа к информационным ресурсам стали играть компьютерные сети.
Компью́терная сеть — это совокупность объединённых средствами связи программных и технических средств, предназначенных для обеспечения информационных процессов между объектами.
Компьютерная сеть является сложной технической системой. Она создавалась для поддержки информационной деятельности человека, связанной со сбором, хранением, поиском, обработкой и передачей информации.
Специальные технические и программные средства обеспечивают связи между элементами этой системы. Информационная связь регламентируется совокупностью правил, регулирующих порядок обмена, — Протоко́лами.
Сегодня в мире действует огромное количество компьютерных сетей, как специализированных (банковских, биржевых, коммерческих), так и универсальных, обслуживающих широкий круг пользователей. К настоящему времени характерной чертой построения конфигурации подобных сетей является использование мощных компьютеров в качестве серверов, а компьютеров пользователей в качестве рабочих станций.
Се́рвер — это специальный компьютер, который предназначен для удалённого запуска приложений, обработки запросов на получение информации из баз данных и обеспечения связи с общими внешними устройствами: принтерами, модемами, устройствами чтения компакт дисков.
Таким образом, сервер — это объект, предоставляющий пользователю различные информационные услуги, в том числе обеспечивающий возможность работы в сети.
Рабо́чая ста́нция (клиент) — это персональный компьютер, позволяющий пользоваться услугами, предоставляемыми серверами.
- При централизованной обработке информации основная часть работы ложится на сервер, клиент выполняет лишь ту работу, которая не требует больших ресурсов.
- При децентрализованной (распределённой) обработке информации основная часть заданий выполняется на рабочих станциях, а сервер выступает в основном как хранилище информации.
Широкое использование информационной технологии работы в компьютерных сетях во всех видах человеческой деятельности привело к появлению близких по смыслу понятий сетевые технологии и информационно-коммуникационные технологий .
Эти понятия имеют разные акценты, но часто их используют как равнозначные. Говоря о компьютерных сетях, часто используют термин «сетевые технологии».
Сетева́я техноло́гия — это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения компьютерной сети и обслуживания её пользователей.
Организация и обслуживание сетей — дело специалистов: программистов, системных администраторов и т. д.
Они хотят получать из Интернета интересующую их информацию и обмениваться ею между собой. Поэтому применительно к огромной армии пользователей сети говорят об «информационно-коммуникационной технологии».
Информацио́нно-коммуникацио́нная техноло́гия — это информационная технология работы в сети, позволяющая людям общаться, оперативно получать информацию и обмениваться ею.
Компьютерные сети позволяют объединить информационные ресурсы, находящиеся на разных компьютерах, независимо от разделяющего их расстояния.
В зависимости от степени удалённости компьютеров, составляющих сеть, то есть их физического расположения, различают: локальные, корпоративные и глобальные сети .
Локальные сети предназначены для обмена информацией между компьютерами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга, в пределах одного здания.
- совместно использовать аппаратные ресурсы (периферийные устройства, накопители);
- совместно использовать программные ресурсы (сетевые версии прикладного программного обеспечения);
- создавать и совместно использовать информационные ресурсы для работы пользователей над общими задачами;
- централизовать усилия по информационной безопасности.
Для больших организаций (корпораций) характерно наличие филиалов, подразделений, отдалённых друг от друга на значительные расстояния. Как правило, в каждом филиале имеется своя локальная сеть.
Объединение разрозненных локальных сетей в пределах одной корпорации в единую образует корпоративную сеть.
Корпоративная сеть — это объединение локальных сетей в пределах одной корпорации для решения общих задач.
Для корпоративных сетей характерно сочетание централизованной обработки информации с использованием удалённого соединения компьютеров.
Разработка средств и методов передачи информации на большие расстояния сделала возможным появление глобальных сетей.
Глобальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на большом расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.
В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны единые правила — технология Интернет. Эти правила устанавливают:
- единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной;
- единые правила передачи данных;
- единую систему идентификации компьютера в сети (сетевой адрес).
Для «общения» компьютеров, включённых в сеть, как и для общения людей, нужен специальный язык. Языком, описывающим правила работы сети, является совокупность сетевых протоколов TCP/IP .
Локальными компьютерными сетями – ЛВС (английское название LAN - Local area network) называются такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, и которые объединяют близко расположенные компьютеры одного предприятия, учреждения.
Важное значение в локальных компьютерных сетях имеет физическое расположение персональных компьютеров в сети. Топология локальной сети определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.
В настоящее время существует три основных топологии локальных компьютерных сетей: шина, звезда, кольцо.
В топологии «шина» (BUS) все компьютеры подключаются параллельно к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам (рис. 3.5.1)
Рис. 3.5.1. Топология «шина».
При таком соединении отдельные компьютеры могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная. В противном случае передаваемая информация будет искажаться в результате наложения (конфликта) композиции.
Топология «шина» требует минимального количества соединительных проводов по сравнению с другими топологиями. Однако необходимо учитывать, что к каждому компьютеру подходит два кабеля.
В топологии «звезда» (STAR) все компьютеры подключаются к одному центральному узлу(компьютеру или концентратору), причем каждый компьютер использует свою отдельную линию связи (рис. 3.5.2).
Рис. 3.5.2. Топология «звезда»
Данная топология обладает высокой надежностью, т.к. выход из строя любого периферийного компьютера не приводит к отказу всей сети в целом.
Однако выход из строя центрального узла (компьютера или концентратора) приводит к выходу из строя всей сети.
Существуют топологии «активная звезда» и «пассивная звезда». В топологии «активная звезда» центральным элементом является компьютер, а в топологии «пассивная звезда» - концентратор или хаб (hub).
Большим достоинством топологии «звезда», как активной, так и пассивной, является то, что все подключения собраны в одном месте. Это позволяет легко проконтролировать работу сети, локализовать отдельные неисправности путем простого отключения от сети отдельных абонентов, а также ограничить доступ посторонних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения.
При топологии «кольцо» (RING) каждый компьютер подключен к двум соседним компьютерам и передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке, и получает информацию только от предыдущего компьютера в цепочке и эта цепочка замкнута в кольцо (рис. 3.5.3).
Рис. 3.5.3. Топология «кольцо»
На каждой линии связи работает только один передатчик и только один приемник. Важной особенностью топологии «кольцо» является то, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает) приходящий к нему сигнал, т.е. выступает в роли усилителя.
Как и в случае топологии «шина» максимальное количество компьютеров в сети может быть довольно большим (до тысячи и более).
Недостатком топологии «кольцо» является то, что выход из строя хотя бы одного компьютера нарушит работу всей сети в целом.
Достоинством топологии «кольцо» является то, что ретрансляция сигнала каждым абонентом позволяет существенно увеличить размеры всей сети в целом (до нескольких десятков километров). Топология «кольцо» в этом отношении значительно превосходит топологии «шина» и «звезда».
Региональные и глобальные компьютерные сети.
Региональной (корпоративной) компьютерной сетью – РВС (английское название MAN – METROPOLITAN AREA NETWORK) называется такая компьютерная сеть, которая объединяет отдельные локальные компьютерные сети в пределах одного географического района. Разновидностью региональных компьютерных сетей являются корпоративные компьютерные сети. Слово «корпорация» означает объединение предприятий, работающих под централизованным управлением и решающих общие задачи.
В состав корпоративной компьютерной сети входят магистральные каналы передачи данных, предназначенные для связи отдельных предприятий и административных офисов корпорации. Обязательными компонентами региональных (корпоративных) компьютерных сетей являются локальные компьютерные сети, связанные между собой. Обобщенная структурная схема региональной (корпоративной) компьютерной сети имеет следующий вид:
Рис. 3.6.1. Обобщенная структурная схема региональной (корпоративной) компьютерной сети.
Протяженность региональных компьютерных сетей составляет от десятков до сотен километров. Эти сети работают на скоростях передачи от средних до высоких.
Глобальной компьютерной сетью – ГВС (английское название WAN – Wide area network) называется такая сеть, которая объединяет абонентов региональных (корпоративных) и локальных компьютерных сетей на больших расстояниях (в пределах отдельных континентов и земного шара в целом). Обобщенная структурная схема глобальной компьютерной сети имеет следующий вид (рис. 3.6.2).
Рис. 3.6.2. Обобщенная структурная схема глобальной компьютерной сети.
В идеале любая глобальная компьютерная сеть должна передавать данные от абонентов любых типов, которые есть на предприятиях, объединенных этой сетью.
Для этого глобальная сеть должна предоставлять абонентам целый комплекс разнообразных услуг, основными из которых являются:
- передача пакетов локальных компьютерных сетей;
- передача трафика офисных АТС;
- выход на городские, междугородние и международные телефонные сети.
Из рассмотренного списка услуг, которые глобальные компьютерные сети предоставляют конечным пользователям, видно, что в основном они используются как транзитный, транспортный механизм, предоставляющий услуги трех нижних уровней модели взаимодействия открытых систем (OSI) действительно. При построении локальных и корпоративных компьютерных сетей сами данные хранятся и вырабатываются в компьютерах, а глобальная сеть их только передает из одной локальной сети в другую. Поэтому в локальных компьютерных сетях реализуются все семь уровней модели OSI, включая прикладной.
Однако в последнее время функции глобальной сети, относящиеся к верхним уровням взаимодействия, стали играть заметную роль в компьютерных сетях. Это связано, в первую очередь, с популярностью информации, предоставляемой глобальной компьютерной сетью INTERNET.
В обеспечении управленческой деятельности используют современные средства вычислительной техники:
персональные компьютеры, ресурсы которых направлены на обеспечение деятельности одного работника;
корпоративные компьютеры (называемые мини-ЭВМ или mainframe). Область применения корпоративных компьютеров — реализация информационных технологий обеспечения управленческой деятельности в крупных финансовых и производственных организациях, создание многопользовательских вычислительных систем, обеспечивающих совместную деятельность многих работников в рамках одной организации, одного проекта;
суперкомпьютеры, представляющие собой самые мощные вычислительные системы. Они используются в фундаментальных научных исследованиях, в крупных банковских системах, в космических и военных исследованиях и др.
В области компьютерных технологий в последние два десятилетия не было, наверное, более активно развивающегося направления, чем становление и развитие вычислительных сетей, составивших основу так называемых сетевых технологий. Можно указать следующие основные причины широкого распространения вычислительных сетей (ВС) в сфере управления:
- во-первых, повсеместное распространение относительно недорогих персональных компьютеров (ПК), вычислительные мощности которых сегодня позволяют с успехом решать большинство практических задач;
- во-вторых, объективно существующие потребности пользователей ПК одной организации обмениваться между собой информацией, совместно использовать общие сетевые программные, аппаратные и информационные ресурсы, а также получать доступ к ресурсам вычислительных сетей других организаций или учреждений;
- в-третьих, появление на рынке широкого спектра аппаратных и программных коммуникационных средств, позволяющих легко и относительно дешево соединять ПК в компьютерную сеть.
Компьютерная сеть — это совокупность программных, технических и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычислительных ресурсов нескольких ЭВМ. Появление компьютерных сетей связано с ростом потребности в совместном использовании одних и тех же информационных ресурсов и технических устройств (например, принтеров, модемов и т.д.) несколькими пользователями. Именно сетевые технологии позволяют объединить технологии обработки информации на компьютере с новейшими достижениями в технологиях связи.
Использование сетевых технологий позволяет:
— расширить перечень решаемых задач по обработке информации;
— создать новые виды сервисного обслуживания клиентов сети, например, электронную почту, телеконференции и т.д.;
— построить распределенные хранилища данных;
— существенно сократить затраты на обработку информации.
В настоящее время разработаны программно-аппаратные средства маршрутизации. Повторитель (repeater) — самый простой тип устройства для соединения однотипных ЛВС, он ретранслирует все принимаемые пакеты из одной ЛВС в другую.
Сравнительно просто классифицируются сетевые технологии по составу ПК. Однородные сетевые технологии предполагают увязку в сети однотипных средств, разрабатываемых одной фирмой. Подключение к такой сети средств других производителей возможно только при условии соблюдения в них стандартов, принятых в однородной архитектуре.
Сети делятся на общественные, частные, корпоративные и коммерческие. По рекомендациям Международной организации по стандартизации ISO для физического уровня определены следующие классы общественных сетей: до 1000 км — средней длины; до 10 000 км — длинные; до 25 000 км — самые длинные наземные; до 80 000 км — магистральные через спутник; до 160 000 км — магистральные международные через два спутника.
История развития и классификация компьютерных сетей
Первые вычислительные сети (ВС) ЭВМ появились в 60-х годах двадцатого столетия. Одной из первых сетей, оказавших влияние на дальнейшее их развитие, явилась сеть АРПА, созданная пятьюдесятью университетами и фирмами США. В настоящее время она охватывает всю территорию США, часть Европы и Азии. Сеть АРПА доказала техническую возможность и экономическую целесообразность разработки больших сетей для более эффективного использования ЭВМ и программного обеспечения.
В 60-е годы в Европе сначала были разработаны и внедрены международные сети EIN и Евронет, затем появились национальные сети. В 1972 г. в Вене была внедрена сеть МИПСА, в 1979 г. к ней присоединились 17 стран Европы, СССР, США, Канада, Япония. Она предназначена для проведения фундаментальных работ по проблемам энергетики, продовольствия, сельского хозяйства, здравоохранения и т.д. Кроме того, благодаря новой технологии сеть позволила всем национальным институтам развивать связь друг с другом.
В 80-е годы сдана в эксплуатацию система телеобработки статистической информации (СТОСИ), обслуживающая Главный вычислительный центр Центрального статистического управления СССР в Москве и республиканские вычислительные центры в союзных республиках.
С появлением микроЭВМ, а затем и персональных компьютеров возникли локальные вычислительные сети. Они позволили поднять на качественно новую ступень управление предприятиями и организациями, повысить эффективность использования ЭВМ, улучшить качество обрабатываемой информации, реализовать безбумажную технологию, создать новые технологии, а так же открыть доступ к мировым информационным ресурсам.
Многообразие сетевых технологий вызывает необходимость их классификации (см. таблицу).
В соответствии с масштабом компьютерные сети принято делить на локальные и глобальные.
Локальные вычислительные сети ЛВС или LAN (Local Area Network), обеспечивают взаимодействие небольшого числа однородных компьютеров на небольшой территории (обычно в пределах одного или нескольких расположенных рядом зданий). Такие сети используют более простые методы управления взаимодействием узлов сети. При этом небольшие расстояния между узлами сети и простота управления системой связи позволяют обеспечивать более высокую скорость передачи данных.
Локальные сети, в свою очередь, делятся на централизованные и одноранговые. В одноранговых сетях управление таково, что не требуется выделения одного из компьютеров в качестве главного (сервера). Такие сети недорогие, но число пользователей в них не превышает десяти. Если же организации необходимо включать в сеть большее число пользователей, следует использовать ЛВС с централизованной архитектурой.
В условиях современных рыночных отношений широкое развитие получил крупномасштабный бизнес, которому свойственны формы организации на основе объединения предприятий и фирм в совокупные структуры. Это собирательные ассоциативные формы, к которым относят корпорации, хозяйственные ассоциации, холдинговые компании, финансово-промышленные группы и т.д. Для эффективного управления крупными организациями, имеющими большое количество филиалов, строится корпоративная вычислительная сеть, на основе которой формируются информационные связи между локальными вычислительными сетями отдельных структурных подразделений.
Корпоративная вычислительная сеть - это интегрированная, многомашинная система одного предприятия, имеющего территориальную рассредоточенностъ, состоящая из взаимодействующих локальных вычислительных сетей структурных подразделений и системы связи для передачи информации.
Построение корпоративной вычислительной сети обеспечивает:
- реализацию унифицированного доступа специалистов различных подразделений крупных предприятий к коммуникационным ресурсам;
- единое централизованное управление, администрирование и техническое обслуживание информационно-коммуникационных ресурсов;
- организацию доступа к структурированной информации в режимах on-line и off-line;
- организацию единой системы электронной почты и электронного документооборота;
- реализацию единого пользовательского интерфейса, предоставляющего пользователям средства работы с коммуникационными ресурсами корпоративной вычислительной сети;
- взаимодействие корпоративной сети крупных предприятий с информационными системами других организаций, вычислительными сетями государственных учреждений, финансово-кредитных органов, участвующих в информационном обмене на правах абонентов телекоммуникационной корпоративной системы.
Территориальной (региональной) называют сеть, компьютеры которой находятся на большом удалении друг от друга, как правило, от десятков до сотен километров. Иногда территориальную сеть называют ведомственной. Такая сеть обеспечивает обмен данными между имеющими доступ к ресурсам сети абонентами по телефонным каналам сети общего назначения, каналам сети "Телекс", а также по спутниковым каналам связи. Количество абонентов не ограничено. Им гарантируется надежный обмен данными в режиме "реального времени". Территориальные сети строятся по идеологии открытых систем. Их абонентами являются отдельные ПК, ЛВС, телексные установки, факсимильные и телефонные установки, сетевые элементы (узлы сети связи).
Основная задача федеральной сети - создание магистралью сети передачи данных с коммутацией пакетов и предоставление услуг по передаче данных в реальном масштабе времени широкому кругу пользователей, к числу которых относятся и территориальные сети.
Глобальная(крупномасштабная) вычислительная сеть WAN (Wide Area Network) представляет собой множество географически удаленных друг от друга компьютеров, совместное взаимодействие которых обеспечивается коммуникационной сетью передачи данных и специальными программами сетевой операционной системы. Основу WAN составляют мощные многопользовательские вычислительные системы, являющиеся различного рода серверами, а также специализированные компьютеры, выполняющие функции коммуникационных узлов. Пользователи персональных компьютеров становятся абонентами сети посредством подключения своих ПК именно к этим основным узлам.
Для WAN характерны, во-первых, значительный масштаб (как по площади сети, так и по числу узлов), а во-вторых, неоднородность (т. е. различный тип архитектуры и программного обеспечения компьютеров-узлов). Эти особенности и определяют дополнительные сложности архитектуры и организации взаимодействия сетевых элементов в гетерогенных WAN.
Понятие "глобальная сеть" в настоящее время является синонимом понятия Internet. Сеть Internet - это множество серверов и локальных сетей, созданных на базе компьютеров различной мощности. Эти компьютеры служат хранилищами данных и принадлежат различным организациям, коммерческим и некоммерческим, университетам, исследовательским институтам, национальным библиотекам, отдельным лицам и т. д.
В настоящее время сеть Internet обеспечивает пользователей такими видами сервиса, как электронная почта, передача файлов, просмотр и получение информации, организованной в виде гипертекстовых файлов (сервис Word Wide Web), электронные конференции, Telnet.
В настоящее время разработаны программно-аппаратные средства маршрутизации. Повторитель (repeater) - самый простой тип устройства для соединения однотипных ЛВС, он ретранслирует все принимаемые пакеты из одной ЛВС в другую.
Сравнительно просто классифицируются сетевые технологии по составу ПК. Однородные сетевые технологии предполагают увязку в сети однотипных средств, разрабатываемых одной фирмой. Подключение к такой сети средств других производителей возможно только при условии соблюдения в них стандартов, принятых в однородной архитектуре.
Сети делятся на общественные, частные, корпоративные и коммерческие. По рекомендациям Международной организации по стандартизации ISO для физического уровня определены следующие классы общественных сетей: до 1000 км - средней длины; до 10 000 км - длинные; до 25 000 км - самые длинные наземные; до 80 000 км - магистральные через спутник; до 160 000 км - магистральные международные через два спутника.
Компьютерная (вычислительная) сеть - это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Абонентами сети (т.е. объектами, передающими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д.
В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:
· глобальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах.
· региональные - вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;
· локальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т.д.
В общем случае компьютерная сеть представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем: сети рабочих станций, сети серверов и базовой сети передачи данных.
Рабочая станция (клиентская машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) - это компьютер, за которым непосредственно работает абонент компьютерной сети.
Сервер - это компьютер, выполняющий общие задачи компьютерной сети и предоставляющий услуги рабочим станциям.
Сеть серверов - это совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных.
Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Здесь обработка данных распределяется между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент формирует запрос к серверу на выполнение сложных процедур. Сервер выполняет запрос и результаты выполнения передает клиенту. Подобная модель вычислительной сети получила название архитектуры клиент - сервер.
В одноранговой сетикомпьютеры равноправны по отношению друг к другу. Компьютер выступает и в роли клиента, и в роли сервера. Одноранговое разделение ресурсов является вполне приемлемым для малых офисов с 5 - 10 пользователями, объединяя их в рабочую группу.
Геометрическая схема соединения (конфигурация физического подключения) узлов сети называется топологией сети. Существует большое количество вариантов сетевых топологий, базовыми из которых являются шина, кольцо, звезда.
1) Шина. Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию - шину. Любой узел может принимать информацию в любое время, а передавать - только тогда, когда шина свободна. Данные (сигналы) передаются компьютером на шину. Каждый компьютер проверяет их, определяя, кому адресована информация, и либо принимает данные, если они посланы ему, либо игнорирует.
2) Кольцо. Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном направлении. Используя кольцевую топологию, можно присоединить к сети большое количество узлов, решив проблему помех и затухания сигнала средствами сетевой платы каждого узла.
Недостатки кольцевой организации: разрыв в любом месте кольца прекращает работу всей сети.
3) Звезда. Узлы сети объединены с центром лучами. Вся информация передается через центр, что позволяет относительно просто выполнять поиск неисправностей и добавлять новые узлы без прерывания работы сети.
Для объединения локальных вычислительных сетей применяются следующие устройства:
1) Повторитель - устройство, обеспечивающее усиление и фильтрацию сигнала без изменения его информативности.
3) Маршрутизатор - это устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну операционную систему.
Это, по сути, тот же мост, но имеющий свой сетевой адрес.
4) Шлюз - специальный аппаратно-программный комплекс, предназначенный для обеспечения совместимости между сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.
Internetпредставляет собой глобальную компьютерную сеть, соединяющую отдельные сети. Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Internet предоставляет в распоряжение своих пользователей множество всевозможных ресурсов.
Для того, чтобы информация передавалась между компьютерами независимо от используемых линий связи, типа ЭВМ и программного обеспечения, разработаны специальные протоколы передачи данных. Они работают по принципу разбиения данных на блоки определенного размера (пакеты), которые последовательно отсылаются адресату. В Internet используются два основных протокола: межсетевой протокол IP, разделяющий передаваемые данные на отдельные пакеты и снабжающий их заголовками с указанием адреса получателя, и протокол управления передачей TCP, отвечающий за правильную доставку пакета.
Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адреси доменный адрес. Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Он разделяется точками на 4 блока по 8 бит каждый, которые можно записать в виде десятичного числа, не превышающего значение 255. Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост - компьютеров. Этот адрес читается в обратном порядке: вначале указывается имя компьютера, а затем имя сети, в которой он находится. Для упрощения связи абонентов сети все ее адресное пространство разбито на отдельные области - домены. В системе адресов Internet приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв. Существуют домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название.
www – имя компьютера, принадлежащего данному домену;
engec – доменное имя сервера (получено или зарегестрировано);
ru – суффикс, определяющий принадлежность домена.
Сервисы Интернет: WWW-сервис - это связь с серверами через тексты. Одновременно можно использовать все сервера, т.к. они соединены в единое пространство.
World Wide Web («Всемирная паутина») — это гипертекстовая информационно-поисковая система в Internet. Блоки данных WWW («страницы») размещаются на отдельных компьютерах, называемых WWW-серверами(или Web-серверами) и принадлежащих отдельным организациям или частным лицам. С помощью гипертекстовых ссылок, встроенных в документы WWW, пользователь может переходить от одного документа к другому.
Для работы с WWW используются специальные программы-клиенты, которые называются browsers( «browse» — просматривать), а по-русски — браузерами, обозревателями.
WWW и ее программное обеспечение — это наиболее мощные и перспективные инструменты Сети. Они обеспечивают пользователям доступ практически ко всем перечисленным выше ресурсам (FTP, Gopher, WAIS и др.).
FTP—сервис обеспечивающий доступ к файлам других компьютеров сети по протоколу FTP.
Протокол FTP(протокол передачи файлов) оптимизирован для передачи файлов, это и послужило причиной того, что программы, использующие этот протокол, стали частью отдельного сервиса Интернет.
FTP-клиент это программа, всегда поставляющаяся с операционной системой (ftp), позволяющая подключаться к FTP-серверу и выполнять на нем какие-нибудь действия (закачка, удаление, копирование и т.д.).
Компьютерной сетью называется объединение двух и более компьютеров посредством каналов передачи данных. Таким образом, назначение любой сети — совместное использование аппаратных и программных ресурсов, доступ к информационным 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 способ соединения компьютеров между собой и, соответственно, вид сети.
По характеру использования в сети компьютеры разделяются на серверы и рабочие станции.
Сервер — специально выделенный компьютер, который предназначен для разделения файлов, удаленного запуска приложений, обработки запросов на получение информации из баз данных и обеспечения связи с общими внешними устройствами: принтерами, модемами, устройствами чтения компакт-дисков.
Рабочая станция (или клиент) — персональный компьютер, пользующийся услугами, 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 небольших расстояниях друг от друга.
Как правило, локальная сеть связывает компьютеры, расположенные в пределах одного здания, на расстояниях порядка 50-100 метров; 90% информации, циркулирующей 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. Специальные сетевые программы позволяют автоматически планировать собрания, подбирая для них наиболее подходящее для всех время; начальник может проверять, 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 выступать и как сервер, и как клиент. Это накладывает определенные ограничения на состав и производительность таких сетей, которые заключаются в следующем:
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 пользуются другие компьютеры сети.
Сети с выделенным сервером (рис. 4) в этом смысле гораздо стабильнее и производительнее.
Рис. 3. Одноранговая локальная сеть
Если компьютеры расположены на удаленном расстоянии друг от друга, то для передачи данных используются другие каналы связи: телефонные линии, спутниковая связь, оптоволоконные линии. Такие каналы связи могут соединить компьютеры, 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 обеспечения, 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 устанавливают 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 технологии преследовалось несколько целей, однако одной из основных было создание 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 числа 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 сохраняется за счет других, исправных серверов. Данные, организованные в пакеты, перемещаются по сети к компьютеру с нужным адресом и при возникновении 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 расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.
Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. 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 демонстрирует самая популярная сеть — Internet.
Изменяются и локальные сети. Наряду с пассивным кабелем, соединяющим компьютеры, появилось коммуникационное оборудование (коммутаторы) и программное 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 кассира-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. Продажа 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 корпорации для решения общих задач.
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 обработкой информации.
Технология Intranet имеет следующие преимущества:
облегченное централизованное управление сервером и клиентскими рабочими местами;
распределенная корпоративная информационная система, которая использует 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 каналы 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 используют сетевые адаптеры.
Сетевые адаптеры (сетевые карты) — технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи.
Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида канала 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 установлено специальное устройство — модем. Информацию, хранящуюся на компьютере в двоичном цифровом коде, модем преобразует (модулирует) в аналоговые сигналы, которые могут передаваться по телефонной линии. На другом конце соединения они принимаются другим модемом и преобразуются (демодулируются) 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 правила передачи данных в сети, называемых протоколами. При их разработке учитывались 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 компьютеры в сети могут быть разнородными и использовать различные операционные 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 пакет 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 пакетов. Суть этого протокола состоит в том, что у каждого участника сети должен быть свой уникальный адрес, называемый IP-адресом. Структура IP-адреса такова, 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 локальной, 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 количеству клиентов, сделать доступными каталоги или аппаратные ресурсы компьютерам-клиентам в сети, назначив им определенные права, и т. д. Программы дают возможность защищать информацию. Можно делать одни каталоги доступными только для чтения, другие — для чтения и записи информации, а часть вообще 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 сохранности информации и к соблюдению ее конфиденциальности.
На компьютерах, пользователи которых хотят получить доступ к ресурсам других компьютеров, необходимо добавить к операционной системе некоторые
Программа, запрашивающая определенные информационные услуги, называется клиентом, а программа, отвечающая на этот запрос, — сервером. Пара программных 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 система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей: файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и другие.
Существует большое разнообразие клиентских почтовых программ. К ним относятся, например, Microsoft Outlook Express, входящая в состав операционной системы 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 одинаковую структуру:
В этой записи, как и в обычном почтовом адресе, есть две части: кому и куда, разделенные 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 высшего уровня в электронном адресе указывается справа. Например, ru — домен России, ua — Украины, са — Канады; com — коммерческие организации, org — государственные, edu — образовательные. Система доменов имеет иерархическую структуру, поэтому домены следующих уровней указываются в адресе по степени вложенности справа налево и разделяются точкой. Обычно домен второго уровня означает имя организации или города. Так, например, домен второго уровня spb означает Санкт-Петербург, microsoft — компанию Microsoft.
Сегодня сеть Internet используется в различных областях: в науке, технике, образовании, 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, организованные 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 распространенными навигаторам являются Internet Explorer фирмы Microsoft и Netscape Navigator фирмы Netscape.
Адреса Web-документов имеют одинаковую структуру, например:
Для обмена файлами в одноранговой локальной сети необходимо, чтобы на каждом компьютере был обеспечен общий доступ к некоторым папкам. Для пересылки 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 оборудование, настраивают программное обеспечение, определяют права доступа каждого пользователя к сети. Обыкновенному пользователю не обязательно вникать в премудрости устройства сети. Каждый должен заниматься своим делом. Поэтому рядовой пользователь, чтобы пользоваться услугами сети, должен знать лишь тип сети, в которой он работает, свой сетевой адрес и программное обеспечение, обеспечивающее доступ к другим компьютерам и к Internet, а также свои права доступа
Читайте также: