Налаживаем взаимодействие между компьютерами выбор стека протоколов
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №10»
РАССМОТРЕНО
на заседании ШМО учителей
«____» ___________ 2013 г.
___________ Л. Л. Кузнецова
СОГЛАСОВАНО
« ____» ______________2013 г.
Заместитель директора по УВР
от «____» _________ 2013 г.
Директор МБОУ «СОШ № 10»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
“ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ”
ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10 КЛАССА
(уровень: базовый, общеобразовательный)
НА 2013/2014 УЧЕБНЫЙ ГОД
Кузнецова Лариса Леонидовна
I квалификационная категория
2013 год
Пояснительная записка
Рабочая программа элективного курса “Основы компьютерных сетей” составлена на основе следующих нормативно-правовых документов:
1. Федеральный компонент государственного стандарта (основного общего образования, среднего (полного) общего образования) по Информатике, утвержденный приказом Минобразования России от 5.03.2004 г. № 1089.
2. Федеральный государственный стандарт основного общего образования, утвержден приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 1897.
3. Закон Российской Федерации «Об образовании» (статья 11).
4. Региональный учебный план для образовательных учреждений Иркутской области, реализующих программы начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования (далее РУП) на 2011-2012, 2012-2013 учебные годы ( распоряжение Министерства образования Иркутской области от 20.04.2010 г. № 164-мр (в ред. от 30.12.2010 г. № 1235-мр).
5. Учебный план МБОУ «СОШ №10» г. Байкальска на 2013/2014 учебный год.
6. Письмо службы по контролю и надзору в сфере образования Иркутской области от 15.04.2011 № 75-37-0541/11
В основу рабочей программы элективного курса “Основы компьютерных сетей” для 10 класса МБОУ «СОШ №10» г. Байкальска положена программа элективного курса Microsoft Corporaion .(Сборник: Программы для общеобразовательных учреждений. 2-11 классы/ Сост.:М. Н. Бородин-6-е изд., -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.- 443с.).
Программа рассчитана на 1 час в неделю, 34 часа за год
Цель курса. Обучение основам построения и использования компьютерных сетей.
Метод обучения. Основным методом обучения являются теоретические занятия (лекции, сопровождаемые демонстрациями). Для закрепления новых для учащихся определений и терминов используются кроссворды (классические и венгерские). Полученные знания дополнительно фиксируются в ходе выполнения практических работ.
Контроль знаний и навыков. Первичный контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам ответом учащихся на вопросы, дальнейший контроль знаний проводится с помощью интерактивных тестов, итоговый – по результатам выполнения учащимися практических заданий на компьютере.
Организация учебного процесса. Курс предусматривает организацию учебного процесса в классно – урочной форме, когда учитель объясняет новый материал и консультирует учащихся в процессе выполнения ими практических заданий на компьютере.
В прошлых главах мы узнали, как компьютеры объединяются в сети, выбрали сетевую топологию и архитектуру, соединили компьютеры с помощью коммутаторов (или других устройств связи) и настроили драйверы сетевых адаптеров. Однако чтобы компьютеры могли работать в сети, всего этого недостаточно. Теперь нужно научить сетевые приложения «разговаривать» друг с другом — обмениваться данными с помощью протоколов на уровнях, более высоких, чем канальный. Поскольку этих уровней несколько, нам потребуется не один, а несколько протоколов, объединенных в набор, или, как говорят, в стек.
В этой главе мы изучим некоторые наиболее часто применяемые в сетях стеки протоколов, в том числе самый распространенный на сегодня набор протоколов — стек TCP/IP.
Как и в случае с сетевыми архитектурами, нач- нем изучение с протоколов, которые сейчас применяются достаточно редко.
Выбор стека протоколов
Небольшой по объемам требуемого программного
обеспечения протокол, реализующий поддержку се-
тевого, транспортного и сеансового уровней модели
шифровывается как «NetBIOS
OSI. Наиболее прост в настройке (фактически ее не
«улучшенная версия прото-
требует), работает эффективно и быстро в небольших
и средних по размерам сетях (до 200 компьютеров).
Серьезными, по современным меркам, недостатками
протокола NetBEUI являются ограничения при работе
в сетях с большим количеством компьютеров и, самое
главное, отсутствие поддержки маршрутизации —
возможности сетевой адресации и функции пересыл-
ки пакетов между сетями в нем просто не реализова-
ны. Соответственно, его нельзя использовать в
крупных сетях, объединенных маршрутизаторами, и
при работе с Интернетом. Протокол NetBEUI постав-
лялся в составе всех операционных систем Windows
вплоть до Windows 2000, однако в последних версиях
его поддержка прекращена.
IPS/SPX è NWLink
Стек протоколов IPX/SPX был разработан фирмой Novell в начале 80-х гг. для своей сетевой операционной системы NetWare. Основа стека — это протоколы IPX (Internetwork Packet eXchange) и SPX (Sequenced Packet eXchange), реализующие функции сетевого и транспортного уровней модели OSI соответственно. Как и NetBEUI, протокол IPX/SPX является небольшим (его программную поддержку легко уместить на обычной дискете 1,44 Мб вместе с DOS) и быстрым, что было особенно важно в эпоху первого поколения IBM-совмести- мых компьютеров с малым объемом оперативной памяти (640 Кбайт). Кроме того, в стеке IPX/SPX поддерживается маршрутизация. Оба этих фактора, наряду с надежностью серверов на базе опера-
NWLink — реализация стека IPX/SPX компанией Microsoft, поставляемая во всех версиях Windows.
ê вытеснению IPX/SPX общедоступным стеком TCP/IP. Важную роль здесь сыграло и то, что все больше организаций в 90-е гг. стало подключаться
ê Интернету, в котором использовался именно стек TCP/IP, а поддерживать в сети два стека протоколов — лишняя «головная боль» для сетевых администраторов.
История развития стека TCP/IP (как и история Интернета) началась еще в конце 60-х гг. прошлого, XX века с проекта ARPANet — сети Агентства перспективных исследовательских проектов (Advanced Research Project Agency Network) Министерства обороны США. Поскольку для военных во времена «холодной войны» была особенно важна возможность передачи данных даже в условиях атомных бомбардировок, ARPANet задумывалась как высоконадежная сеть, объединяющая военные, государственные и научные учреждения. Получившаяся в результате сеть и разработанный несколько позже (в 70-х гг.) стек протоколов TCP/IP оказались настолько удачными, что даже после прекращения финансирования проекта ARPANet Министерством обороны продолжали жить и успешно развиваться, создав основы современного Интернета.
Выбор стека протоколов
Стек TCP/IP, в отличие от семиуровневой модели OSI, принято описывать в рамках четырех уровней (рис. 7.1).
На физическом уровне TCP/IP поддерживает работу
ñ основными технологиями локальных сетей — Ethernet, Token Ring, Wi-Fi, Bluetooth è ò. ä.
На сетевом уровне располагаются несколько протоколов:
протокол ARP (Address Resolution Protocol) является звеном, связывающим сетевой уровень с физическим. Он отвечает за преобразование сетевых IP-адресов в аппаратные MAC-адреса;
Рис. 7.1. Основные протоколы стека TCP/IP
Проверить, IP-адреса каких компьютеров вашей сети были в последнее время преобразованы в соответствующие им MAC-адреса, можно с помощью команды ARP —A .
протокол RARP (Reverse Address Resolution Protocol) — осуществляет обратное преобразование MAC-адресов в IP-адреса (в операционных системах Windows поддержка протокола RARP не предусмотрена);
протокол IGMP (Internet Group Management Protocol) — используется для управления группами компьютеров, например, при передаче в сетях потокового видео и звука, когда для снижения нагрузки на сеть пакет посылается по специальному адресу сразу нескольким компьютерам (многоадресная рассылка);
Выбор стека протоколов
протокол IP (Internet Protocol) — один из самых важных в стеке TCP/IP. Как следует из его названия («IP» переводится как «межсетевой протокол»), он отвечает за доставку IP-дейтаграмм (так правильно называются пакеты на уровне протокола IP), обеспечивая передачу пакета из одной сети в другую. О том, как это происходит, будет подробно рассказано далее.
На транспортном уровне работают два протокола:
протокол TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей) — основной протокол транспортного уровня. Обеспечивает установку соединения между отправителем и получателем, разбиение крупного блока информации (например, файла) на небольшие TCP-пакеты и их гарантированную доставку получателю (в нужном порядке и без ошибок). Соответственно, протокол TCP используется в тех приложениях, где важно обеспечить целостность при передаче данных;
протокол UDP (User Datagram Protocol), в отличие от TCP, не устанавливает соединения перед передачей информации и не обеспечи- вает надежной доставки данных, работая при этом быстрее, чем TCP. Его используют там, где обеспечение доставки информации не особенно важно по сравнению со скоростью передачи (контроль за целостностью данных в этом случае возлагается на использующее протокол UDP приложение).
Чтобы лучше представить себе работу протоколов TCP и UDP, вернемся к нашей аналогии с поч- той. Пусть вам надо переслать в издательство целый роман, а в письмо разрешается вкладывать не больше нескольких страниц текста. Чтобы в такой
Примерно так же работает и протокол TCP:
устанавливает соединение между компьютерами по определенным портам;
на компьютере-отправителе разбивает информацию на пакеты, нумерует их и с помощью протокола IP передает получателю;
на компьютере-получателе проверяет, все ли пакеты получены, а если пакет пропущен или поврежден, запрашивает у отправителя повторную пересылку;
Выбор стека протоколов
после получения всех пакетов закрывает соединение, собирает пакеты в нужном порядке и передает полученные данные приложению более высокого уровня.
Очевидно, почтовые отправления в обоих этих примерах являются аналогами IP-пакетов, а почтальоны выполняют функции протокола IP.
Порт в TCP или UDP — это логический канал с определенным номером (от 0 до 65536), обеспечи- вающий текущее взаимодействие между отправителем и получателем. Порты позволяют компьютеру с одним IP-адресом параллельно обмениваться данными с множеством других компьютеров. Некоторые номера портов (так называемые «хорошо известные», или «well-known», порты с номерами от 0 до 1024) привязаны к определенным службам и приложениям, что позволяет клиентам легко обращаться к нужным им сетевым сервисам.
Наконец, самым богатым по набору протоколов является прикладной уровень стека TCP/IP. Ниже в табл. 7.1 приведены самые популярные протоколы, а также зарезервированные для них порты. Заметим, что, хотя для протоколов обычно резервируются одинаковые номера портов и для TCP, и для UDP, в таблице приведены порты для наиболее часто применяемого протокола транспортного уровня (TCP или UDP).
В прошлых главах мы узнали, как компьютеры объединяются в сети, выбрали сетевую топологию и архитектуру, соединили компьютеры с помощью коммутаторов (или других устройств связи) и настроили драйверы сетевых адаптеров. Однако чтобы компьютеры могли работать в сети, всего этого недостаточно. Теперь нужно научить сетевые приложения «разговаривать» друг с другом — обмениваться данными с помощью протоколов на уровнях, более высоких, чем канальный. Поскольку этих уровней несколько, нам потребуется не один, а несколько протоколов, объединенных в набор, или, как говорят, в стек.
В этой главе мы изучим некоторые наиболее часто применяемые в сетях стеки протоколов, в том числе самый распространенный на сегодня набор протоколов — стек TCP/IP.
Как и в случае с сетевыми архитектурами, нач- нем изучение с протоколов, которые сейчас применяются достаточно редко.
Выбор стека протоколов
Небольшой по объемам требуемого программного
обеспечения протокол, реализующий поддержку се-
тевого, транспортного и сеансового уровней модели
шифровывается как «NetBIOS
OSI. Наиболее прост в настройке (фактически ее не
«улучшенная версия прото-
требует), работает эффективно и быстро в небольших
и средних по размерам сетях (до 200 компьютеров).
Серьезными, по современным меркам, недостатками
протокола NetBEUI являются ограничения при работе
в сетях с большим количеством компьютеров и, самое
главное, отсутствие поддержки маршрутизации —
возможности сетевой адресации и функции пересыл-
ки пакетов между сетями в нем просто не реализова-
ны. Соответственно, его нельзя использовать в
крупных сетях, объединенных маршрутизаторами, и
при работе с Интернетом. Протокол NetBEUI постав-
лялся в составе всех операционных систем Windows
вплоть до Windows 2000, однако в последних версиях
его поддержка прекращена.
IPS/SPX è NWLink
Стек протоколов IPX/SPX был разработан фирмой Novell в начале 80-х гг. для своей сетевой операционной системы NetWare. Основа стека — это протоколы IPX (Internetwork Packet eXchange) и SPX (Sequenced Packet eXchange), реализующие функции сетевого и транспортного уровней модели OSI соответственно. Как и NetBEUI, протокол IPX/SPX является небольшим (его программную поддержку легко уместить на обычной дискете 1,44 Мб вместе с DOS) и быстрым, что было особенно важно в эпоху первого поколения IBM-совмести- мых компьютеров с малым объемом оперативной памяти (640 Кбайт). Кроме того, в стеке IPX/SPX поддерживается маршрутизация. Оба этих фактора, наряду с надежностью серверов на базе опера-
NWLink — реализация стека IPX/SPX компанией Microsoft, поставляемая во всех версиях Windows.
ê вытеснению IPX/SPX общедоступным стеком TCP/IP. Важную роль здесь сыграло и то, что все больше организаций в 90-е гг. стало подключаться
ê Интернету, в котором использовался именно стек TCP/IP, а поддерживать в сети два стека протоколов — лишняя «головная боль» для сетевых администраторов.
История развития стека TCP/IP (как и история Интернета) началась еще в конце 60-х гг. прошлого, XX века с проекта ARPANet — сети Агентства перспективных исследовательских проектов (Advanced Research Project Agency Network) Министерства обороны США. Поскольку для военных во времена «холодной войны» была особенно важна возможность передачи данных даже в условиях атомных бомбардировок, ARPANet задумывалась как высоконадежная сеть, объединяющая военные, государственные и научные учреждения. Получившаяся в результате сеть и разработанный несколько позже (в 70-х гг.) стек протоколов TCP/IP оказались настолько удачными, что даже после прекращения финансирования проекта ARPANet Министерством обороны продолжали жить и успешно развиваться, создав основы современного Интернета.
Выбор стека протоколов
Стек TCP/IP, в отличие от семиуровневой модели OSI, принято описывать в рамках четырех уровней (рис. 7.1).
На физическом уровне TCP/IP поддерживает работу
ñ основными технологиями локальных сетей — Ethernet, Token Ring, Wi-Fi, Bluetooth è ò. ä.
На сетевом уровне располагаются несколько протоколов:
протокол ARP (Address Resolution Protocol) является звеном, связывающим сетевой уровень с физическим. Он отвечает за преобразование сетевых IP-адресов в аппаратные MAC-адреса;
Рис. 7.1. Основные протоколы стека TCP/IP
Проверить, IP-адреса каких компьютеров вашей сети были в последнее время преобразованы в соответствующие им MAC-адреса, можно с помощью команды ARP —A .
протокол RARP (Reverse Address Resolution Protocol) — осуществляет обратное преобразование MAC-адресов в IP-адреса (в операционных системах Windows поддержка протокола RARP не предусмотрена);
протокол IGMP (Internet Group Management Protocol) — используется для управления группами компьютеров, например, при передаче в сетях потокового видео и звука, когда для снижения нагрузки на сеть пакет посылается по специальному адресу сразу нескольким компьютерам (многоадресная рассылка);
Выбор стека протоколов
протокол IP (Internet Protocol) — один из самых важных в стеке TCP/IP. Как следует из его названия («IP» переводится как «межсетевой протокол»), он отвечает за доставку IP-дейтаграмм (так правильно называются пакеты на уровне протокола IP), обеспечивая передачу пакета из одной сети в другую. О том, как это происходит, будет подробно рассказано далее.
На транспортном уровне работают два протокола:
протокол TCP (Transmission Control Protocol, протокол управления передачей) — основной протокол транспортного уровня. Обеспечивает установку соединения между отправителем и получателем, разбиение крупного блока информации (например, файла) на небольшие TCP-пакеты и их гарантированную доставку получателю (в нужном порядке и без ошибок). Соответственно, протокол TCP используется в тех приложениях, где важно обеспечить целостность при передаче данных;
протокол UDP (User Datagram Protocol), в отличие от TCP, не устанавливает соединения перед передачей информации и не обеспечи- вает надежной доставки данных, работая при этом быстрее, чем TCP. Его используют там, где обеспечение доставки информации не особенно важно по сравнению со скоростью передачи (контроль за целостностью данных в этом случае возлагается на использующее протокол UDP приложение).
Чтобы лучше представить себе работу протоколов TCP и UDP, вернемся к нашей аналогии с поч- той. Пусть вам надо переслать в издательство целый роман, а в письмо разрешается вкладывать не больше нескольких страниц текста. Чтобы в такой
Примерно так же работает и протокол TCP:
устанавливает соединение между компьютерами по определенным портам;
на компьютере-отправителе разбивает информацию на пакеты, нумерует их и с помощью протокола IP передает получателю;
на компьютере-получателе проверяет, все ли пакеты получены, а если пакет пропущен или поврежден, запрашивает у отправителя повторную пересылку;
Выбор стека протоколов
после получения всех пакетов закрывает соединение, собирает пакеты в нужном порядке и передает полученные данные приложению более высокого уровня.
Очевидно, почтовые отправления в обоих этих примерах являются аналогами IP-пакетов, а почтальоны выполняют функции протокола IP.
Порт в TCP или UDP — это логический канал с определенным номером (от 0 до 65536), обеспечи- вающий текущее взаимодействие между отправителем и получателем. Порты позволяют компьютеру с одним IP-адресом параллельно обмениваться данными с множеством других компьютеров. Некоторые номера портов (так называемые «хорошо известные», или «well-known», порты с номерами от 0 до 1024) привязаны к определенным службам и приложениям, что позволяет клиентам легко обращаться к нужным им сетевым сервисам.
Наконец, самым богатым по набору протоколов является прикладной уровень стека TCP/IP. Ниже в табл. 7.1 приведены самые популярные протоколы, а также зарезервированные для них порты. Заметим, что, хотя для протоколов обычно резервируются одинаковые номера портов и для TCP, и для UDP, в таблице приведены порты для наиболее часто применяемого протокола транспортного уровня (TCP или UDP).
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
Пояснительная записка
Рабочая программа элективного курса «Основы компьютерных сетей» составлена на основе примерной программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2-11 классы/ Составитель М.Н.Бородин. – 3-е изд., испр. и доп. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 (Программа элективного курса «Основы компьютерных сетей» ( Microsoft Corporation ) и с требованиями МБОУ «СОШ №4 г.Мамадыш».
Актуальность программы состоит в том, что она дает возможность школьникам ознакомиться с разнообразным миром современных сетевых технологий, изучить основы достаточно новой и востребованной в современном мире области знаний: построение компьютерных сетей и технологии коммутации, в том числе разработки. Данная программа нацеливает ребят на осознанный выбор профессии сетевых администраторов.
Отличительной особенностью и новизной программы является комплексный и всесторонний подход к изучению такой сложной области как разработка и построение компьютерных сетей. При этом приоритетное внимание уделяется практической работе.
Выявление и развитие у школьников творческих способностей и задатков в информационно-технической области.
Обучение основам современных ИКТ, в том числе технологии проектирования и монтажа компьютерных сетей, с ориентацией на получение профессий, требующих знаний информационно-коммуникационных технологий.
Развитие личности ребенка, адаптированного к современной жизни, способного к творческому самовыражению через приобщение его к технике и компьютерным технологиям.
Для достижения вышеперечисленных целей, создав комфортную среду для развития личности ребенка, необходимо решить задачи:
1. Образовательные.
Научить планировать свою работу;
Научить ребят работать с электронным оборудованием;
Научить настройки компьютерных сетей;
Изучить терминологию компьютерных сетей.
2. Развивающие.
Развить у детей элементы технического мышления, изобретательности, творческой инициативы;
Развить усердие, терпение в процессе работы и аналитические способности.
3. Воспитательные.
Воспитание уважения к труду;
Формирование чувства коллективизма, взаимопомощи;
Воспитание воли, чувства самоконтроля, стремления к победе.
Данный курс разбит на 11 тем, в каждой из которых выделены часы на теорию, компьютерный практикум и проверку полученных знаний.
Курс «Основы компьютерных сетей» предназначен в качестве элективного для 10 класса.
Элективный курс рассчитан на 35 часов, по одному часу в неделю.
Учебное пособие Microsoft. «Основы компьютерных сетей» Бином.
Москва-2008.
Электронное учебное пособие «Учимся проектировать на компьютере».
Программа для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2-11 классы/ Составитель М.Н.Бородин. – 3-е изд., испр. и доп. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.
Планирование элективного курса «Основы компьютерных сетей»
на 201 4 -201 5 учебный год
Тема занятия
Кол-во часов
Что такое компьютерная сеть. Классификация компьютерных сетей.
Как компьютеры взаимодействуют в сети. Структура модели OSI . Уровни модели OSI .
Практическая работа №1 «Настройка на компьютере общей папки, подключение к общей папке, создание файла в общей папке и редактирование файла, созданного другим учащимся»
Сетевые топологии и способы доступа к среде передачи данных. Базовые сетевые топологии. Другие возможные сетевые топологии.
Доступ к среде передачи. Выбор компьютерной сети.
Практическая работа №2 «Сравнение топологий «шина» и «звезда», установка программы Сетевой монитор»
Строим сеть: линии связи. Кабельные соединения.
Практическая работа №3 « IP-адресация. Получение информации о количестве компьютеров в сети. Обжимка кабеля “Витая пара” объединение нескольких компьютеров в разных помещениях в единую сеть »
Строим сеть: выбор сетевой архитектуры. Token Ring. ARCNet. AppleTalk.100VG-AnyLAN
Архитектуры для домашних сетей: Home PNA . Домашние сети на базе электропроводки. Ethernet . Беспроводные сети
Практическая работа №4 «Подключение к сети Ethernet беспроводной точки доступа»
Строим сеть: выбор устройств связи. Устанавливаем сетевой адаптер. Выбираем устройство связи
Практическая работа №5 «Настройка драйвера сетевого адаптера»
Налаживаем взаимодействие между компьютерами: выбор стека протоколов. NetBEUI. IPS/SPX и NWLink
Налаживаем взаимодействие между компьютерами: выбор стека протоколов. TCP / IP
Налаживаем взаимодействие между компьютерами: настройка IP -адресации и маршрутизации. Основы IP -адресации. Правила назначения IP -адресов сетей и узлов
Практическая работа №6 «Анализ правильности масок подсетей IP -адресов узлов, сетей, широковещания»
Классовая и бесклассовая IP -адресация. IP -адреса для локальных сетей
Основы IP -маршрутизации. Назначение IP -адресов и проверка работоспособности TCP / IP
Практическая работа №7 «Настройка параметров протокола TCP / IP и проверка его работоспособности»
Налаживаем работу в сети: сетевые службы, клиенты, серверы, ресурсы. Защита при работе в сети. Основы безопасности при работе в сетях.
Рабочие группы и домены
Практическая работа №8 «Включение компьютера в домен, анализ сетевого взаимодействия в домене»
Основные угрозы при работе в сети
Подключаем сеть к Интернету. Начинаем работать в сети. Подключение на сетевом уровне.
Доменная система имен ( DNS ) в Интернете
Всемирная паутина ( World Wide Web )
Практическая работа №9 «Настройка модемного подключения к Интернету и его предоставление в совместный доступ»
Средства общения и обмена данными. Правила поведения в Интернете. Электронная почта
Дискуссионные группы (форумы)
Обмен файлами в Интернете
Протоколы – это специальные наборы правил, которые помогают упорядочить обмен данными между компьютерами. Сегодня наиболее распространенным набором протоколов является TCP/IP. С их помощью поддерживается передача файлов, удаленный вход в систему и даже электронная почта. Разберемся, что представляет собой семейство протоколов TCP/IP, в чем его особенности и преимущества.
Уровневая модель протоколов
При рассмотрении модели TCP/IP нельзя обойти внимание и уровни, на которые она разделена. Интересно, что количество уровней регламентируется стандартом RFC. Этот стандарт выделяет 4 уровня (или ступени):
- канальный;
- сетевой (или межсетевой);
- транспортный;
- прикладной.
Ряд экспертов делят начальный уровень на канальный и физический, однако до сих пор не существует единого мнения о целесообразности такой классификации. Мы рассмотрим 4 основных уровня, которые выделяют чаще всего.
Что такое стек
Теперь вернемся к вопросу о том, что такое «стек». Почти каждому пользователю знаком протокол Ethernet. В нем каждое устройство и адресат снабжаются MAC-адресом – он является идентификатором машины. Этот адрес объединяется с типом используемых данных и самими файлами. Фрагмент этих данных называют фреймом (frame). Стоит отметить, что MAC-адрес всегда уникален и не повторяется ни на одном устройстве, так как дубли могут привести к возникновению серьезных сетевых проблем.
Изучая уровневую структуру, становится очевидным, что выполнить передачу данных между двумя устройствами напрямую – невозможно. То есть, сначала все фрагменты файлов должны попасть на межсетевой уровень, где каждый компьютер получает IP-адрес. Далее на транспортном уровне происходит передача отдельных частей информации при помощи протокола TCP или UDP.
На каждом отдельном уровне к имеющимся файлам присоединяется и различная служебная информация. Например, она содержит указание порта на прикладном уровне, который служит для распознавания приложения. Дополнительную информацию могут добавлять разные протоколы: Ethernet, IP, TCP и т. д. Именно такая вложенность данных и называется стеком, а само название семейства протоколов TCP/IP – образовано по аббревиатурам двух основных протоколов.
Если обобщить понятие стека, то это – комплект сетевых протоколов с иерархической структурой. Главное условие его создания – это достаточный набор правил для организации взаимодействия устройств в сети. Все протоколы должны работать одновременно, без конфликтов, сбоев и незавершенных операций. Именно поэтому стек делится на отдельные уровни, каждый из которых направлен на решение определенной задачи: например, подготовку данных к отправке или их непосредственную передачу.
Изначально стек протоколов «ТСП/ИП» разработан в 1972 году на основе Network Control Protocol, но только спустя 4 года создана передача данных с применением протокола TCP. К концу 80-х было выделено две отдельные функции – TCP и IP. И уже к 1983 году удалось полностью перейти на современный протокол, что и считается отправной точкой развития Интернета.
3. Транспортный.
На этой ступени функционируют протоколы TCP и UDP, которые отвечают за отправку и доставку данных.
Первый протокол – TCP – управляет передачей, проверяет, все ли файлы дошли, насколько полным является полученный объем и не произошло ли ошибок во время процедуры. Протокол помогает двум компьютерам выполнять обмен пакетами при помощи установки специального соединения. Дополнительно TCP позволяет повторно запросить потерянные данные, устранить дублирующиеся пакеты и регулировать загрузку сети. Именно такой протокол отвечает за сборку полученных пакетов в правильном порядке.
А вот протокол UDP, используемый на transport layer, является менее надежным. Занимается он отправкой автономных датаграмм, однако не гарантирует их 100% получение. Данные могут быть утеряны или доставлены в неверном порядке. По этой причине UDP не используется в тех случаях, когда необходима надежная передача. Применение этого протокола допустимо только тогда, когда потеря данных не будет критичной для работы приложения. Также UDP требуется в тех случаях, когда невозможно по каким-либо причинам сделать повторный запрос данных.
Что это такое
Протоколы данного типа позволяют реализовать модель соединения пакетов. По сути, они являются основой работы всего Интернета. И чаще всего при использовании термина TCP/IP подразумевают всю сеть, которая работает на основе 2 отдельных протоколов – TCP и IP.
Набор протоколов включает в себя ряд соглашений о межсетевом взаимодействии и маршрутизации. С помощью такого инструмента удается наладить связь между пользователями из университетов, исследовательских центров, промышленных предприятий и госучреждений.
TCP – аббревиатура, которая расшифровывается как Transfer Control Protocol. То есть по сути это специальный протокол, который управляет передачей. Он создан для установки и поддержания надежного соединения между устройствами. Именно он отвечает за передачу данных, контролирует объем передаваемых файлов и выполняет новую отправку при возникновении сбоев.
Характеристики протокола TCP заключаются в следующем:
- Реализация взаимодействия на уровне логического соединения.
- Организация потоковой отсылки данных.
- Двунаправленная взаимосвязь.
- Функция отправки отдельных пакетов данных.
- Использование принципа «скользящего окна» для увеличения скорости передачи.
Другой протокол – IP – расшифровывается как «Интернет протокол». Он является базовым для архитектуры передачи файлов и необходим для отправки сетевого пакета по необходимому адресу. Все данные предварительно делятся на несколько пакетов, которые отправляются независимо друг от друга до конечного адресата.
Основными характеристиками протокола IP является следующее:
- Реализация обмена данных при помощи сегментов.
- Взаимодействие устройств без использования логического соединения.
- Фрагментация IP-сегментов в случае необходимости.
- Отсутствие средств для управления скоростью передачи сегментов.
Стек сетевых протоколов требуется для поддержания связи компьютеров (хостов), которые подключены к сети. Главная особенность такого набора – аппаратная независимость, которую невозможно получить при использовании других сетевых технологий. То есть TCP/IP не зависит от характеристик аппаратного обеспечения, что позволяет организовать обмен данными между сетями с разными технологиями передачи. За счет использования IP-адресов поддерживается соединение между двумя любыми устройствами.
В протоколах предусмотрено выполнение ряда команд. Например:
По сути стек протоколов TCP/IP является сетевой моделью, в которой описывается весь процесс передачи цифровых данных. До появления этого набора (в 70-е годы прошлого века) передача информации из одной сети в другую была невозможна. Разработка стека помогла решить эту проблему.
Разрабатывалось семейство протоколов под руководством Министерства обороны США, поэтому иногда его называют DoD-системой. Многие специалисты отмечают сходство системы с протоколами OSI, так как обе они строятся по принципу деления на уровни и выполнение отдельных функций на каждом из них.
Общие термины и понятия
Отдельно стоит поговорить о понятиях, которые в той или иной мере связаны с TCP/IP. Для начала разберемся в понятии стека. По сути – это гибкое средство для организации сетевого взаимодействия, с помощью которого каждый пользователь может применить собственные настройки.
Для использования протоколов потребуется установка TCP/IP. Это – специальное программное обеспечение, необходимое для настройки сети. Оно устанавливается вместе с базовой операционной системой, то есть дополнительных программ не потребуется.
Настройка протоколов подразумевает процесс установки базовой ОС и не требует от пользователя дополнительных действий.
Еще один термин, который вы можете встретить при изучении темы – это карта сетевых адаптеров. Она представляет собой физическое устройство, которое подключается к сетевому кабелю.
Отдельно стоит рассказать про сетевые интерфейсы стека. TCP/IP на уровне сетевого интерфейса создает пакеты из IP-дейтаграмм, которые передаются при помощи сетевых технологий. В этой модели протоколов применяется схема IP-адресации, при помощи которой удается однозначно идентифицировать хосты и сети, с которыми компьютер устанавливает соединение.
Еще один термин, который нельзя не упомянуть, это демоны TCP/IP (то есть серверы). Они представляют собой процессы, работающие в фоновом режиме и выполняющие запросы других процессов.
4. Прикладной.
Последний уровень, который присутствует в протоколе типа TCP/IP – это прикладной. В отличие от той же системы OSI, отсутствуют промежуточные уровни (например, сеансовый), поэтому форматированием и разбивкой данных занимается программный интерфейс приложений. Приложение обращается к API, а в ответ получает набор действий или инструкцию по их выполнению.
Сравнение с моделью OSI
Многие сравнивают стек TCP/IP с моделью OSI, но стоит понимать, что между системами существует ряд принципиальных различий.
В OSI различают три начальных уровня – приложения, представления и сеансовый, – когда как в TCP/IP все это выделяется в прикладной уровень.
Ряд экспертов считают, что в первый уровень OSI намного шире и охватывает более широкие проблемы. Некоторые исследователи и вовсе включают первые слои OSI в модель TCP/IP, так как их можно встретить в современных стандартах. Но в большинстве случаев канальный уровень TCP/IP равняется канальному и физическому уровню в OSI.
1. Канальный.
Его предназначение – описать то, как происходит обмен сведениями на ступени сетевых устройств. Также канальный уровень определяет, как именно информация будет передаваться от одной машины к другой. Данные на link layer обязательно кодируются, затем делятся на несколько пакетов и отправляются по выбранному каналу передачи.
На этом уровне определяется максимально допустимое расстояние для передачи данных, а также такие параметры, как задержка ответа, частота сигнала и т. д. То есть, все физические характеристики системы. Наиболее распространенным протоколом на этом уровне является Ethernet.
2. Межсетевой.
Этот уровень стека протоколов TCP/IP занимается соединением существующих локальных сетей в глобальную. В этом случае под локальными сетями понимают индивидуальные сети на каждом устройстве. Internet layer регламентирует передачу данных по множеству сетей, что позволяет наладить взаимодействие между разными системами.
Именно межсетевое взаимодействие является одним из ключевых принципов функционирования Интернета. Локальные сети объединяются в общую, глобальную, а благодаря пограничным и магистральным маршрутизаторам между ними осуществляется передача файлов.
Форматы протоколов
Теперь поговорим о том, что такое IP-протокол. Как мы уже отмечали, этот межсетевой протокол в стеке используется для определения адресации сетевого уровня. Существует два основных формата протокола, которые применяется для IP адресов:
Выводы
Стек модели TCP/IP контролирует взаимодействие различных уровней системы. Ключевыми в нем являются сами протоколы, которые встраиваются друг в друга и обеспечивают передачу данных. Однако если сравнивать модель с OSI, то ее архитектура более простая. Также стоит отметить, что стандарты протоколов постоянно обновляются, в то время как принцип действия TCP/IP остается неизменным.
Надеемся, что вы разобрались в том, что такое TCP/IP и в чем заключаются принципы его работы. Если у вас остались вопросы по теме, то специалисты Xelent обязательно ответят на них.
Назначение протокола TCP/IP
Процесс передачи данных между устройствами требует, чтобы оба компьютера использовали одинаковый протокол.
Каждый протокол применяет свои способы борьбы с ошибками, которые могут возникнуть при передаче данных, однако принципиальная схема исправления одна и та же. Как мы уже отметили, передаваемый файл разбивается на отдельные пакеты, которые передаются на конечное устройства и соединяются в определенной последовательности. Каждый пакет дополнительно содержит контрольный байт, который позволяет убедиться в отсутствии ошибок. Если компьютер обнаруживает ошибку при передаче данных, то пакет запрашивается заново.
Такая процедура уменьшает объем информации, которую можно передавать в единицу времени, однако позволяет добиться надежности передачи.
Модель TCP/IP считается наиболее совершенной, так как позволяет настроить взаимодействие компьютеров и подключить к ним различные сетевые устройства. По сути основное назначение TCP/IP заключается в обеспечении трафика для крупных сетей и поддержание функционирования всего Интернета.
Читайте также: