Вид компьютерной сети по протяженности до 1 км
Компьютерная сеть – это совокупность компьютерного и сетевого оборудования, соединенного с помощью каналов связи в единую систему.
Вложение | Размер |
---|---|
vidy_kompyuternyh_setey_i_ih_klassifikatsiya.docx | 907.93 КБ |
Маршрут по умолчанию
p, blockquote 44,0,0,0,0 -->
В таблице маршрутизации назначается специальный маршрутизатор по умолчанию, на которой отправляются все пакеты для неизвестных сетей, как правило это маршрутизатор, который подключен к интернет.
p, blockquote 45,0,0,1,0 -->
Предполагается что этот маршрутизатор лучше знает структуру сети, и способен найти маршрут в составной сети. Для обозначения маршрута по умолчанию, в таблице маршрутизации используются четыре нуля в адресе подсети и четыре нуля в маске (0.0.0.0, маска 0.0.0.0), а иногда также пишут default.
p, blockquote 46,0,0,0,0 -->
Ниже пример маршрута по умолчанию в таблице маршрутизации в операционной системе linux.
p, blockquote 47,0,0,0,0 -->
p, blockquote 48,0,0,0,0 -->
Ip-адрес и маска равны нулю, в адрес и шлюз указываются ip-адрес маршрутизатора по умолчанию.
p, blockquote 49,0,0,0,0 -->
Виды и примеры топологий компьютерных сетей
Первоначально использовали три базовых вида топологий это шина, кольцо и звезда. С развитием технологий прибавились ещё четыре – полносвязная, ячеистая, дерево и смешанная.
p, blockquote 5,0,0,0,0 -->
Типы сетей по:
- Коммутации.
- Технологии передачи.
- Протяженности.
- Скорости работы.
- Функциональному назначению.
По типу коммутации компьютерные сети делятся на два вида:
- Коммутация каналов.
- Коммутация пакетов.
В первом виде перед началом передачи информации требуется соединение получателя и отправителя. После такой коммутации информация поступает по установленной сети. Такие компьютерные сети применяются в условиях телефонной связи.
Второй вид сети – используется для сетей, состоящих из компьютеров. При этом информация разделяется на некоторые части, которые называют пакетами. От них и получил название этот вид сетей. Пакеты передаются независимо между собой, отдельно. Каждый пакет имеет возможность проходить по сети своим путем.
Преимуществом этой сети является высокая надежность работы. При неисправности одного из узлов сети, можно найти путь обхода через другие узлы. Другими словами, решается вопрос маршрутизации для каждого пакета в отдельности, на каждом промежуточном узле. Это занимает некоторое время и нагружает промежуточный компьютер.
В сетях с соединением каналов при неисправности одного из узлов, коммутация разрывается. В результате передача информации прекращается. Для таких сетей коммутация происходит один раз, и расходы на решение вопроса маршрутизации отсутствуют.
По технологии передачи компьютерные сети разделяют на:
- Широковещательные сети (передаваемая информация доступна всем компьютерным узлам).
- Точка-точка (информация передается между двумя отдельными компьютерами, либо через несколько промежуточных машин).
Разделение сетей по протяженности:
- Самыми короткими в этой классификации являются персональные сети. Их длина около одного метра, расположены на столе в непосредственной близости от пользователя компьютера. В качестве примера персональной сети можно назвать беспроводную сеть «блютуз».
- Следующим видом являются локальные сети, которые обычно размещаются в одном или нескольких зданиях, находящихся поблизости. Их длина может составлять от нескольких метров до 1 км.
- Муниципальная сеть организуется, как правило, в масштабах населенного пункта. Сегодня наиболее популярными стали муниципальные сети, дающие возможность по одному подключению гарантировать доступ к городскому телефону, телевидению и интернет ресурсам. Их протяженность может составлять несколько километров, в зависимости от величины населенного пункта.
- Глобальные компьютерные сети создаются в масштабах страны или части света. В нашей стране их создают известные компании телефонной связи, по ним передается различная информация и обеспечивается доступ к интернету. Длина их не ограничена, иногда составляет несколько тысяч километров.
- Объединение сетей – мировая «паутина» интернета.
По скорости передачи сети классифицируются на:
- Низкоскоростные соединения. К ним относятся такие пути поступления данных, которые действуют на скорости менее 10 мегабит в секунду.
- Среднескоростные. Относятся те соединения, которые оперируют с пакетами информации на скорости от 10 до 100 мегабит в секунду.
- Высокоскоростные. Относятся те, которые способны передавать данные со скоростью более 100 мегабит в секунду.
По функциональному назначению:
- Хранение информации.
- Серверная станция.
- Управление работой.
- Домовые соединения.
Особенности работы локальных сетей
О назначении и особенностях глобальной сети, а также о ее пользе для всего мира всем известно. Чтобы подробно описать все возможности интернета, понадобится много времени и средств.
В то же время, локальные сети недостаточно освещаются в литературе и обделены вниманием. Поэтому многие пользователи компьютеров не понимают и не знают, для каких целей они служат.
Основные функции
- Оптимизация работы предприятия. Локальная сеть, созданная в офисе, гарантирует для всех работников возможность удаленного обмена данными, пользование различной оргтехникой.
- Возможность общения. Заменить выход в мировую «паутину» локальные сети не способны, но когда необходимо создать свой закрытый канал для посторонних пользователей, то без таких сетей не обойтись. Например, можно организовать форум работников фирмы.
- Удаленное администрирование. Сеть дает возможность одному администратору оказывать техническую помощь сразу нескольким пользователям.
- Экономия. Лучше один раз заплатить за подключение к мировой «паутине», и сделать для всех сотрудников общий доступ, чем отдельно подключать каждому сотруднику доступ в интернет и платить за это.
- Безопасность обмена информацией, комфорт использования, игры.
Кабельные линии, называемые коаксиальными парами, состоят из двух соосных проводников, разделенных между собой диэлектриком. Один вид кабеля применяется для узкополосных пакетов информации, другой для широкополосных данных. Эти виды кабеля дают возможность работы с большой скоростью.
На малых дистанциях кабельные каналы постепенно заменяют витой парой, а на значительном удалении – оптоволоконным кабелем. В его работе используется явление, при котором внутри кабеля отражаются световые лучи. Это дает возможность передавать лучи света на большое удаление без всяких потерь. Источниками светового потока в оптоволоконных конструкциях служат лазерные диоды, либо Led-элементы, а вместо приемников работают фоточувствительные элементы.
Оптоволоконные каналы имеют высокую стоимость, в отличие от других типов, но все больше распространяются не только для малых сетей, но и на участках, имеющих очень большую длину кабельной линии.
Применение в компьютерных соединениях радиоволн разной частоты стало экономически выгодно для обеспечение качественной связи с другим компьютерным оборудованием, находящимся на больших расстояниях, с применением спутников. Радиоволны широко применяются также для связи с непостоянно используемыми устройствами или подвижным оборудованием.
Существуют разные виды сетей, они сильно различаются друг от друга. Мы рассмотрим 3 вида классификации сетей:
- Протяженность сети;
- Технологии передачи данных;
- Вид коммутации.
p, blockquote 2,0,0,0,0 -->
Технология передачи
Бывают широковещательные сети, в таких сетях, те данные которые передаются в сеть доступны всем компьютерам в сети.
p, blockquote 12,0,0,0,0 -->
p, blockquote 13,0,0,0,0 -->
Сети “Точка-Точка” данные передаются от одного компьютера к другому, иногда приходится передавать данные через несколько переходных узлов.
p, blockquote 14,0,0,0,0 -->
p, blockquote 15,0,0,0,0 -->
Смешанная топология
Чистое применение какой-то одной топологии редкое явление. Очень часто с целью экономии на коммутационных линиях применяют смешанные схемы. Самыми распространенными из которых являются:
В первом случае компьютеры объединены в звёзды посредством коммутаторов, а они уже закольцованы. По сути все без исключения компьютеры заключены в круг. Такое соединение умножает достоинства обеих сетей, так как коммутаторы собирают в одну точку все подключенные устройства. Они могут просто передавать или усиливать сигнал. Если рассмотреть систему технологии распространения данных, то такая топология подобна обычному кольцу.
p, blockquote 32,0,0,0,0 -->
В звёздно — шинной сети комбинируется топология шин и звёзд. К центральному устройству соединяют единичные компьютеры и сегменты шин. При такой топологической схеме можно использовать несколько центральных устройств, из которых собирают магистральную шину. В конечном результате собирается звёздно — шинная схема. Пользователи могут одновременно использовать звёздную и шинную топологии, и легко дополнять компьютеры.
p, blockquote 33,0,0,0,0 -->
Смешанные соединяют в себе все плюсы и минусы составляющих их видов топологий локальных сетей.
p, blockquote 34,0,0,0,0 -->
В настоящее время в мире насчитывается огромное количество всевозможного сетевого и компьютерного оборудования, позволяющего организовать самые различные компьютерные сети. Все многообразие компьютерных сетей можно разделить на несколько видов по различным признакам:
Региональные сети – это сети, существующие обычно в пределах города, района, области, страны. Они связывают абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки-сотни километров. Они являются объединением нескольких локальных сетей и частью некоторой глобальной.
Записи в таблице маршрутизации
Откуда появляются записей в таблице маршрутизации? Есть два варианта статическая маршрутизация и динамическая маршрутизация.
p, blockquote 41,0,0,0,0 -->
При статической маршрутизации, записи в таблице маршрутизации настраиваются вручную, это удобно делать если у вас сеть небольшая и изменяется редко, но если сеть крупная, то выгоднее использовать динамическую маршрутизацию, в которой маршруты настраиваются автоматически. В этом случае маршрутизаторы сами изучают сеть с помощью протоколов маршрутизации RIP, OSPF, BGP и других.
p, blockquote 42,0,0,0,0 -->
Преимущество динамической маршрутизации в том, что изменение в сети могут автоматически отмечаться в таблице маршрутизации. Например, если вышел из строя один из маршрутизаторов, то маршрутизаторы по протоколам маршрутизации об этом узнают, и уберут маршрут, который проходит через этот маршрутизатор. С другой стороны, если появился новый маршрутизатор, то это также отразится в таблице маршрутизации автоматически.
p, blockquote 43,0,0,0,0 -->
Системному администратору приходится иметь дело с локальными (корпоративными) сетями. Обычный пользовательский компьютер, подключенный к локальной сети, называется рабочей станцией . Компьютер, предоставляющий свои ресурсы для общего использования другим компьютерам сети, называется сервером ; а компьютер, обращающийся к совместно используемым ресурсам на сервере – клиентом .
Полносвязная или сеточная топология
В полносвязной системе все устройства соединены между собой отдельным кабелями, образующими сетку. Это очень надёжная схема коммуникации. Но целесообразна только при малом количестве соединяемых приборов, работающих с максимальной загрузкой. С ростом количества оборудования резко возрастает число прокладываемых коммуникаций. Поэтому широкого распространения не получила, в отличие от своей производной – частичной сетки.
p, blockquote 21,0,0,0,0 -->
p, blockquote 22,0,0,0,0 -->
Только следующий шаг!
Часто возникает вопрос, что делать, если сеть для который пришел пакет находится не за одним маршрутизатором? Чтобы в неё попасть, нужно пройти не через один, а через несколько маршрутизаторов, что в этом случае нужно вносить в таблицу маршрутизации.
p, blockquote 26,0,0,0,0 -->
p, blockquote 27,0,0,0,0 -->
В таблицу маршрутизации записываем только первый шаг, адрес следующего маршрутизатора, все что находится дальше нас не интересует.
p, blockquote 28,0,0,0,0 -->
Считаем, что следующий маршрутизатор должен знать правильный маршрут до нужной нам сети, он знает лучше следующий маршрутизатор, тот знает следующий шаг и так далее, пока не доберемся до нужные нам сети.
p, blockquote 29,0,0,0,0 -->
p, blockquote 30,1,0,0,0 -->
Метрика
Можно заметить, что в нашей схеме в одну и ту же сеть, например вот в эту (10.2.0.0/16) можно попасть двумя путями, первый путь проходят через один маршрутизатор F, а второй путь через два маршрутизатора B и E.
p, blockquote 31,0,0,0,0 -->
p, blockquote 32,0,0,0,0 -->
В этом отличие сетевого уровня от канального. На канальном уровне у нас всегда должно быть только одно соединение, а на сетевом уровне допускаются и даже поощряются для обеспечения надежности несколько путей к одной и той же сети.
p, blockquote 33,0,0,0,0 -->
Какой путь выбрать? Для этого используются поле метрика таблицы маршрутизации.
p, blockquote 34,0,0,0,0 -->
p, blockquote 35,0,0,0,0 -->
Метрика это некоторое число, которые характеризует расстояние от одной сети до другой. Если есть несколько маршрутов до одной и той же сети, то выбирается маршрут с меньшей метрикой.
p, blockquote 36,0,0,0,0 -->
p, blockquote 37,0,0,0,0 -->
Раньше, метрика измерялось в количестве маршрутизаторов, таким образом расстояние через маршрутизатор F было бы один, а через маршрутизаторы B и E два.
p, blockquote 38,0,0,0,0 -->
p, blockquote 39,0,0,0,0 -->
Однако сейчас метрика учитывает не только количество промежуточных маршрутизаторов, но и скорость каналов между сетями, потому что иногда бывает выгоднее пройти через два маршрутизатора, но по более скоростным каналам. Также может учитываться загрузка каналов, поэтому сейчас метрика — это число, которое учитывает все эти характеристики. Мы выбираем маршрут с минимальной метрикой в данном примере выше, будет выбран первый маршрут через маршрутизатор F.
p, blockquote 40,0,0,0,0 -->
Топология звезда
Самая распространённая и технологичная система создания сетей. Командует всем сервер, контроллер или коммутатор. Все компьютеры как лучи подсоединены к нему. Общение между ними происходит только через центральное устройство. Топология сети в которой все компьютеры присоединены к центральному узлу стала основой для построения современных офисных локальных сетей.
p, blockquote 16,0,0,0,0 -->
p, blockquote 17,0,0,0,0 -->
В качестве узла используются активные или пассивные коммутаторы. Пассивный, это просто коробка соединения проводов не требующая питания. Активный коммутатор соединяет схему проводной или беспроводной технологией и требует подключения к питанию. Он может усиливать и распределять сигналы. Топология сети звезда обрела популярность благодаря множеству достоинств:
- высокая скорость и большой объём обмена данными;
- повреждение передающего кабеля или поломка одного элемента (кроме центрального) не снижает работоспособность сети;
- широкие возможности для расширения, достаточно смонтировать новый кабель или настроить доступ на коммутаторе;
- простая диагностика и ремонт;
- легкий монтаж и сопровождение.
Как и большинство сетей, соединение звезда имеет ряд недостатков, все они связаны с необходимостью использования центрального коммутатора:
- дополнительные затраты;
- он же — слабое звено, поломка приводит к неработоспособности всего оборудования;
- число подключаемых устройств и объём передаваемой информации зависит от его характеристик.
Несмотря на недостатки звезда широко используется при создании сетей на больших и маленьких предприятиях. А соединяя между собой коммутаторы получают комбинированные топологии.
p, blockquote 20,0,0,0,0 -->
Варианты действий маршрутизатора
В качестве примера, рассмотрим схему составной сети, здесь показаны отдельные подсети, для каждой подсети есть ее адрес и маска, а также маршрутизаторы, которые объединяют эти сети.
p, blockquote 5,0,0,0,0 -->
p, blockquote 6,0,0,0,0 -->
Рассмотрим маршрутизатор D, на него пришел пакет, и маршрутизатор должен решить, что ему делать с этим пакетом. Начнем с того, какие вообще возможны варианты действий у маршрутизатора. Первый вариант, сеть которой предназначен пакет подключена непосредственно к маршрутизатору. У маршрутизатора D таких сетей 3, в этом случае маршрутизатор передает пакет непосредственно в эту сеть.
p, blockquote 7,0,0,0,0 -->
p, blockquote 8,0,0,0,0 -->
Второй вариант, нужная сеть подключена к другому маршрутизатору (А), и известно, какой маршрутизатор нужен. В этом случае, маршрутизатор D передает пакет на следующий маршрутизатор, который может передать пакет в нужную сеть, такой маршрутизатор называется шлюзом.
p, blockquote 9,0,0,0,0 -->
p, blockquote 10,0,0,0,0 -->
Третий вариант, пришел пакет для сети, маршрут которой не известен, в этом случае маршрутизатор отбрасывает пакет. В этом отличие работы маршрутизатора от коммутатора, коммутатор отправляет кадр который он не знает куда доставить на все порты, маршрутизатор так не делает. В противном случае составная сеть очень быстро может переполнится мусорными пакетами для которых не известен маршрут доставки.
p, blockquote 11,0,0,0,0 -->
- Во-первых у маршрутизатора есть несколько интерфейсов, к которым подключены сети. Нужно определить в какой из этих интерфейсов отправлять пакет.
- Затем нужно определить, что именно делать с этим пакетом. Есть 2 варианта, можно передать пакет в сеть (192.168.1.0/24), либо можно передать его на один из маршрутизаторов подключенные к этой сети. Если передавать пакет на маршрутизатор, то нужно знать, какой именно из маршрутизаторов подключенных к этой сети, выбрать для передачи пакета.
p, blockquote 13,0,0,0,0 -->
Уровни протоколов
Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI. В соответствии с ней протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению - от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (API для передачи информации приложениями):
В основном используются протокол TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP (Протокол управления передачей / Протокол Интернета)
Большинство операционных систем сетевых серверов и рабочих станций поддерживает TCP/IP, в том числе серверы NetWare, все системы Windows, UNIX, последние версии Mac OS, системы OpenMVS и z/OS компании IBM, а также OpenVMS компании DEC.
Кроме того, производители сетевого оборудования создают собственное системное программное обеспечение для TCP/IP, включая средства повышения производительности устройств.
Стек TCP/IP изначально применялся на UNIX-системах, а затем быстро распространился на многие другие типы сетей.
Когда происходит обращение на Web или посылается e-mail, то используется доменное имя. В доменной системе имен реализуется принцип назначения имен с определением ответственности за их подмножество соответствующих сетевых групп.
DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) — компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).
Распределённая база данных DNS поддерживается с помощью иерархии DNS-серверов, взаимодействующих по определённому протоколу.
Особенности системы DNS:
Ответственность за разные части иерархической структуры несут разные люди или организации.
Каждый узел сети в обязательном порядке должен хранить только те данные, которые входят в его зону ответственности и (возможно) адреса корневых DNS-серверов.
Узел может хранить некоторое количество данных не из своей зоны ответственности для уменьшения нагрузки на сеть.
Все узлы объединены в дерево, и каждый узел может или самостоятельно определять работу нижестоящих узлов, или делегировать (передавать) их другим узлам.
За хранение и обслуживание своих узлов (зон) отвечают (обычно) несколько серверов, разделённые как физически, так и логически, что обеспечивает сохранность данных и продолжение работы даже в случае сбоя одного из узлов.
DNS важна для работы Интернета, так как для соединения с узлом необходима информация о его IP-адресе, а для людей проще запоминать буквенные (обычно осмысленные) адреса, чем последовательность цифр IP-адреса.
Каждая страна имеет свой домен: аи — Австралия, be - Бельгия и т.д. Это географические домены верхнего уровня.
Помимо географического признака используется организационный признак, в соответствии с которым существуют следующие доменные имена первого уровня:
• com — коммерческие предприятия,
• edu — образовательные учреждения,
• gov — государственные учреждения,
• mil — военные организации,
Ключевыми понятиями DNS являются:
Основные виды передающих каналов, с помощью которых работают компьютерные сети:
- Аналоговые.
- Цифровые.
- Широко- и узкополосные.
- Радио и спутниковые.
- Оптоволоконный кабель.
Аналоговые каналы стали использоваться самыми первыми для отправки данных в компьютерных соединениях и дали возможность ввести в работу общественную телефонную связь.
Передача данных по ним производится двумя способами:
- Проводами соединяют два объекта, которые подключаются друг с другом путем непосредственной коммутации, это является выделенной линией .
- Соединение производится путем набора номера телефона, с применением коммутируемых сетей .
- Что такое маршрутизатор?
- Компьютерная сеть – это?
- На сколько уровней делятся протоколы?
- Что называется рабочей станцией ?
- На какие основные виды принято подразделять компьютерные сети?
Ответы к вопросам
( разновидность современного технического устройства, осуществляющего прием сигнала из сети провайдера с последующей его передачей на другие гаджеты. Он делает возможным получение доступа к Интернету нескольким устройствам одновременно посредством специального кабеля или сети wifi, то есть без каких-либо проводов ).
(совокупность компьютерного и сетевого оборудования, соединенного с помощью каналов связи в единую систему).
( протоколы делятся на 7 уровней)
( обычный пользовательский компьютер, подключенный к локальной сети, называется рабочей станцией ).
- На какие основные виды принято подразделять компьютерные сети?
( на два основных вида: глобальные и локальные).
1. Омельченко В.П., Демидова А.А. «Информационные процессы в профессиональной деятельности»: учебник для медицинских училищ и колледжей – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
1. Омельченко В.П., Демидова А.А. «Информационные процессы в профессиональной деятельности»: учебник для медицинских училищ и колледжей – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019. -416 с.: ил.
2. Угринович Н.Д. «Информатика и информационные технологии»: учебник – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. -511 с.: ил.
В математике топология это область геометрии для изучения фигур, которые непрерывно изменяясь сохраняют основное свойство. Раньше её называли «Теорией точечных множеств» или «Анализом положения». Компьютерщики заимствовали название и охарактеризовали им размещение компьютеров и периферийных устройств, и системы взаимодействия между ними.
p, blockquote 1,0,0,0,0 -->
p, blockquote 2,0,0,0,0 -->
Программы для создания топологий сети
Для создания и корректировки написано много программ. Среди самых распространённых и наиболее удобных выделяются следующие:
- Microsoft Visio
- eDraw Max
- Схема Сети
- Векторный 2D-редактор CADE для Windows
- Diagram Designer
- Concept Draw Pro
- Dia
- Cisco Packet Tracer LanFlow
- NetProbe
- Network Notepad
Некоторые бесплатные, а за многие придётся заплатить. Но даже у большинства платных есть пробный период, за который можно понять подойдёт она или нет.
p, blockquote 36,0,0,0,0 -->
p, blockquote 37,0,0,0,0 --> p, blockquote 38,0,0,0,1 -->
Топология является самым важным фактором быстродействия и надёжности коммуникаций. При этом всегда можно комбинировать основными схемами топологий для того, чтобы добиться наилучшего результата. Важно знать и помнить, как преимущества и недостатки каждого соединения влияют на проектируемую или эксплуатируемую топологическую сеть. Поэтому схему нужно заранее тщательно планировать.
Важной частью современного мира являются компьютеры. Чтобы облегчить и упростить нашу жизнь, а также ускорить работу, были созданы компьютерные сети. Так называют соединение компьютеров и вычислительного оборудования в единую сеть. Таким оборудованием являются маршрутизаторы, Wi-Fi роутеры, серверы и другая подобная техника.
Для передачи данных по компьютерной сети применяются физические явления: электромагнитное излучение, электрический ток, оптические каналы.
Глобальная сеть (Wide Area Network – WAN ) охватывает большие географические регионы и состоит из множества локальных сетей. С глобальной сетью, которая состоит из нескольких тысяч сетей и компьютеров, знакомы все – это Интернет.
Длина маски подсети
Рассмотрим пример. Маршрутизатор принял пакет на ip-адрес (192.168.100.23), в таблице маршрутизации есть 2 записи (192.168.100.0/24 и 192.168.0.0/16) под который подходит этот ip-адрес, но у них разная длина маски. Какую из этих записей выбрать? Выбирается та запись, где маска длиннее, предполагается, что запись с более длинной маской содержит лучший маршрут интересующей нас сети.
p, blockquote 50,0,0,0,0 -->
Чтобы понять почему так происходит, давайте рассмотрим составную сеть гипотетического университета. Университет получил блок ip-адресов, разделил этот блок ip-адресов на две части, и каждую часть выделил отдельному кампусу.
p, blockquote 51,0,0,0,0 -->
p, blockquote 52,0,0,0,0 -->
На кампусе находятся свои маршрутизаторы, на которых сеть была дальше разделена на части предназначенные для отдельных факультетов. Разделение сетей производится с помощью увеличения длины маски, весь блок адресов имеет маску / 16, блоки кампусов имеют маску / 17, а блоки факультетов / 18.
p, blockquote 53,0,0,0,0 -->
Ниже показан фрагмент таблицы маршрутизации на маршрутизаторе первого кампуса. Он содержит путь до сети первого факультета, 2 факультета, до обще университетской сети, который проходит через университетский маршрутизатор, а также маршрут по умолчанию в интернет, который тоже проходит через обще университетский маршрутизатор.
p, blockquote 54,0,0,0,0 -->
p, blockquote 55,0,0,0,0 -->
p, blockquote 56,0,0,0,0 -->
p, blockquote 57,0,0,0,0 -->
И так получается, что выбирается всегда маршрут с маской максимальной длины. Общие правила выбора маршрутов следующие.
- Самая длинная маска 32 — это маршрут конкретному хосту, если в таблице маршрутизации есть такой маршрут, то выбирается он.
- Затем выполняется поиск маршрута подсети с маской максимальной длины.
- И только после этого используется маршрут по умолчанию, где маска / 0 под которую подходят все ip-адреса.
Следует отметить, что таблица маршрутизации есть не только у сетевых устройств маршрутизаторов, но и у обычных компьютеров в сети. Хотя у них таблица маршрутизации гораздо меньше.
- Как правило такая таблица содержит описание присоединенной сети, который подключен данный компьютер.
- Адрес маршрутизатора по умолчанию (шлюз или gateway) через который, выполняется подключение к интернет, или к корпоративной сети предприятия.
- А также могут быть дополнительные маршруты к некоторым знакомым сетям, но это необязательно.
Для того чтобы просмотреть таблицу маршрутизации, можно использовать команды route или ip route (route print (Windows); route и ip route (Linux)).
p, blockquote 60,0,0,0,0 --> p, blockquote 61,0,0,0,1 -->
Маршрутизация — поиск маршрута доставки пакета между сетями через транзитные узлы — маршрутизаторы.
Классификация
Существуют различные виды серверов : файловые (для хранения общих файлов), серверы баз данных, серверы приложений (обеспечивающие удаленную работу программ на клиентах), web-серверы (для хранения web-контента) и другие.
Ячеистая топология
Частичная сетка или ячеистая топология напрямую связывает только обменивающиеся самыми большими объёмами данных и самые активные компьютеры. Остальные общаются посредством узловых коммутаторов. Сетка соединяющая ячейки, выбирает маршруты для доставки данных, обходя загруженные и разорванные участки.
p, blockquote 23,0,0,0,0 -->
p, blockquote 24,0,0,0,0 -->
Преимущества частичной сети:
- надежность, при отказе отдельных каналов коммутации будет найден альтернативный путь передачи данных;
- высокое быстродействие, так как основной поток данных передается по прямым линиям.
Недостатки ячеистой технологии:
- стоимость монтажа и поддержания достаточно высока, т.к. несмотря на частичность сетки всё равно требуется большое количество коммутационных линий;
- трудность построения и коммутирования сети при большом количестве соединяемых устройств.
Из-за дороговизны и сложности построения применяется в основном для построения глобальных сетей.
p, blockquote 27,0,0,0,0 -->
Топология кольцо
В «кольце» устройства подключены последовательно по кругу и по эстафете передают информацию. Четко выделенного центра нет и все приборы практически равнозначны. Если сигнал не предназначен компьютеру, он его транслирует следующему и так до конечного потребителя.
p, blockquote 11,0,0,0,0 -->
p, blockquote 12,0,0,0,0 -->
Достоинства соединения кольцом:
- простота компоновки;
- возможность построения длинных сетей;
- не возникает необходимости в дополнительных устройствах;
- устойчивая работа с хорошей скоростью даже при интенсивной передаче данных.
Но кольцевое соединение имеет и ряд недостатков:
- каждый компьютер должен быть в рабочем состоянии и участвовать в трансляции, при обрыве кабеля или поломки одного устройства – сеть не работает;
- на время подсоединения нового прибора схема полностью размыкается, поэтому требуется полное отключение сети;
- сложное моделирование и настройка соединений;
- сложный поиск неисправностей и их устранение.
Основное применение кольца получили при создании соединений для удаленных друг от друга компьютеров, установленных в противоположных концах и на разных этажах зданий. Работают такие сети по специально разработанному стандарту Token Ring (802.5). Для надёжности и повышения объёмов обмена информацией монтируют вторую линию. Она используется либо как аварийная, либо по ней передаются данные в противоположном направлении.
p, blockquote 15,0,0,0,0 -->
Топология дерево
Эта топология является комбинацией нескольких звёзд. Архитектура построения предусматривает прямое соединение пассивных или активных коммутаторов.
p, blockquote 28,0,0,1,0 -->
p, blockquote 29,0,0,0,0 -->
Такой тип топологии чаще всего используют при монтаже локальных сетей с небольшим количеством приборов, в основном при создании корпоративных коммутаторов. Совмещает довольно низкую стоимость и очень хорошее быстродействие. Особенно при комбинировании различных линий передач — сочетании медных и волоконных кабельных систем, и применении управляемых коммутаторов.
p, blockquote 30,0,0,0,0 -->
Что понимается под топологией локальной сети
Программирование и построение компьютерных сетей выросли из математики и поэтому унаследовали математические расчеты и схематику построения устройств и связей. А самим термином топология сети охарактеризовали расположение и схему связей между устройствами. Устройствами выступают компьютеры, концентраторы, роутеры, серверы, принтеры и прочая вспомогательная электроника. Кроме расположения устройств, топология обуславливает компоновку кабелей, варианты размещения коммутирующего оборудования, систему обмена сигналами и прочие запросы потребителей компьютерных технологий.
p, blockquote 3,0,0,0,0 -->
Соединение в сети вызвано необходимостью объединения ресурсов компьютеров, экономией на периферийных устройствах, и как следствие решением комплексных задач. Исходя из конкретных предполагаемых задач и выстраивается топология компьютерной сети. Существуют семь основных видов соединений.
p, blockquote 4,0,0,0,0 -->
Топология шина
Пожалуй наиболее простая и старая топология локальных сетей. Простота обусловлена наличием всего одной магистрали (кабеля) к которой соединены все устройства. Сигналы передаваемые одним, могут получать все. При этом отдельный компьютер отфильтровывает и принимает необходимую только ему информацию.
p, blockquote 6,0,0,0,0 -->
p, blockquote 7,0,0,0,0 -->
Достоинства такой схемы:
- простое моделирование;
- дешевизна конструкции, при условии, что все устройства располагаются недалеко друг от друга;
- поломка одного или даже нескольких устройств не влияет на работоспособность остальных элементов сети.
- неполадки на любом участке, а это обрыв шины или поломка сетевого коннектора нарушают работы всей системы;
- сложность ремонтных работ, прежде всего определения места неисправности;
- очень низкая производительность – в каждый момент только одно устройство передаёт данные остальным, увеличение числа приборов ведёт к существенному снижению производительности;
- сложность расширения сети, для этого приходится полностью заменять участки кабеля.
Именно из-за этих недостатков такие сети морально устарели, не обеспечивают современных требований обмена данными и фактически не применяются. По такой топологии создавались первые локальные сети. Роль шины в таких схемах выполнял коаксиальный кабель. Его прокладывали ко всем компьютерам и возле каждого соединяли т-образным штекером (тройником).
p, blockquote 10,0,0,0,0 -->
Протяженность
Следующая классификация по протяженности. Самые маленькие сети называются персональные, их протяженность примерно 1 м, размещаются на столе или рядом с человеком. Примером персональной сети является Bluetooth.
p, blockquote 16,0,0,1,0 -->
p, blockquote 17,0,0,0,0 -->
Следующий тип сети — локальная. Как правило сеть внутри одного здания или нескольких расположенных рядом друг с другом. Протяженность такой сети от нескольких метров до нескольких километров.
p, blockquote 18,0,0,0,0 -->
Муниципальная сеть — сеть в районе города. Сейчас становятся известными сети, которые позволяют по одному сетевому подключению обеспечить доступ к интернет, телевидению и телефон.
p, blockquote 19,0,0,0,0 -->
Глобальная — сети в масштабах страны или континента. В России такие сети строят компании Ростелеком и Транстелеком.
p, blockquote 20,0,0,0,0 -->
Объединение сетей — сети которые включают в себя весь мир. Например, сеть интернет.
p, blockquote 21,0,0,0,0 --> p, blockquote 22,0,0,0,1 -->
Маршрутизация работает на сетевом уровне модель взаимодействия открытых систем OSI. Маршрутизация — это поиск маршрута доставки пакета в крупной составной сети через транзитные узлы, которые называются маршрутизаторы.
p, blockquote 1,0,0,0,0 -->
p, blockquote 2,0,0,0,0 -->
Маршрутизация состоит из двух этапов:
p, blockquote 4,0,0,0,0 -->
Особой спецификой по отношению к глобальной не отличаются. Региональные вычислительные сети имеют много общего с локальными, но они, по многим параметрам, сложнее их. Например, помимо обмена данными и голосового обмена, региональные вычислительные сети могут передавать видео- и аудиоинформацию .
Таблица маршрутизации Linux
В операционной системе linux таблица маршрутизации выглядит немного по-другому, основное отличие это идентификатор интерфейсов. В linux вместо ip-адресов используется название интерфейсов. Например, wlan название для беспроводного сетевого интерфейса, а eth0 название для проводного интерфейса по сети ethernet.
p, blockquote 23,0,0,0,0 -->
p, blockquote 24,0,0,0,0 -->
Также здесь некоторые столбцы удалены для сокращения (Flags, Ref и Use). В других операционных системах и в сетевом оборудовании вид таблицы маршрутизации может быть несколько другой, но всегда будут обязательны столбцы ip-адрес, маска подсети, шлюз, интерфейс и метрика.
p, blockquote 25,0,0,0,0 -->
Предварительный просмотр:
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Департамента здравоохранения города Москвы
«Медицинский колледж №7»
Конспекты теоретических занятий
ПМ/Дисциплина: ЕН. 01 Информатика
Специальность : 31.02.01 Лечебное дело
2 курс 4 семестр
Конспект теоретического занятия
по теме: «Виды компьютерных сетей. Классификация»
- Введение
- Виды компьютерных сетей
- Классификация сетей
- Типы сетей:
- по типу коммутации
- по технологии передачи
- по протяженности
- по скорости работы
- по функциональному назначению
- Основные функции
- Стандарты связи
- Сетевые протоколы
- Уровни протоколов
- Доменные имена
- Каналы передачи
Важной частью современного мира являются компьютеры. Чтобы облегчить и упростить нашу жизнь, а также ускорить работу, были созданы компьютерные сети . Так называют соединение компьютеров и вычислительного оборудования в единую сеть. Таким оборудованием являются маршрутизаторы , Wi-Fi роутеры, серверы и другая подобная техника.
Для передачи данных по компьютерной сети применяются физические явления: электромагнитное излучение, электрический ток, оптические каналы .
Компьютерная сеть – это совокупность компьютерного и сетевого оборудования, соединенного с помощью каналов связи в единую систему. Для создания компьютерной сети нам потребуются следующие компоненты:
- компьютеры, имеющие возможности для подключения к сети ( например , сетевая карта, которая есть в каждом современном ПК);
- передающая среда или каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, волоконно-оптические и радиоканалы);
- сетевое оборудование (например, коммутатор или роутер);
- сетевое программное обеспечение (как правило, входит в состав операционной системы или поставляется вместе с сетевым оборудованием).
Компьютерные сети принято подразделять на два основных вида: глобальные и локальные.
Классификация
Локальные сети (Local Area Network – LAN) обладают замкнутой инфраструктурой до выхода на поставщиков услуг интернета. Термин “ локальная сеть” может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть большого завода, занимающего несколько гектаров.
Применительно к организациям, предприятиям, фирмам используется термин корпоративная сеть – локальная сеть отдельной организации (юридического лица) независимо от занимаемой ею территории.
Корпоративные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей (например, сотрудникам компании). Глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.
Типы сетей
- по типу коммутации
- по технологии передачи
- по протяженности
- по скорости работы
- по функциональному назначению
По типу коммутации сети делятся на два вида:
- Коммутация каналов .
- Коммутация пакетов .
- По технологии передачи компьютерные сети разделяют на:
- Широковещательные сет и (передаваемая информация доступна всем компьютерным узлам).
- Точка-точка (информация передается между двумя отдельными компьютерами, либо через несколько промежуточных машин).
Разделение сетей по протяженности:
- Самыми короткими в этой классификации являются персональные сети . Их длина около одного метра, расположены на столе в непосредственной близости от пользователя компьютера. В качестве примера персональной сети можно назвать беспроводную сеть «
bluetooth ». - Следующим видом являются локальные сети , которые обычно размещаются в одном или нескольких зданиях, находящихся поблизости. Их длина может составлять от нескольких метров до 1 км.
- Муниципальная сеть организуется, как правило, в масштабах населенного пункта. Сегодня наиболее популярными стали муниципальные сети, дающие возможность по одному подключению гарантировать доступ к городскому телефону, телевидению и интернет ресурсам. Их протяженность может составлять несколько километров, в зависимости от величины населенного пункта.
- Глобальные сети создаются в масштабах страны или части света. В нашей стране их создают известные компании телефонной связи, по ним передается различная информация и обеспечивается доступ к интернету. Длина их не ограничена, иногда составляет несколько тысяч километров.
- Объединение сетей – мировая «паутина» интернета .
По скорости передачи сети классифицируются на:
- низкоскоростные соединения. К ним относятся такие пути поступления данных, которые действуют на скорости менее 10 мегабит в секунду.
- к среднескоростным относятся те соединения, которые оперируют с пакетами информации на скорости от 10 до 100 мегабит в секунду.
- к высокоскоростным соединениям относятся те, которые способны передавать данные со скоростью более 100 мегабит в секунду.
По функциональному назначению:
- Хранение информации.
- Серверная станция.
- Управление работой.
- Домовые соединения.
- Оптимизация работы предприятия . Локальная сеть, созданная в офисе, гарантирует для всех работников возможность удаленного обмена данными, пользование различной оргтехникой.
- Возможность общения . Заменить выход в мировую «паутину» локальные сети не способны, но когда необходимо создать свой закрытый канал для посторонних пользователей, то без таких сетей не обойтись. Например, можно организовать форум работников фирмы.
- Удаленное администрирование . Сеть дает возможность одному администратору оказывать техническую помощь сразу нескольким пользователям.
- Экономия . Лучше один раз заплатить за подключение к мировой «паутине», и сделать для всех сотрудников общий доступ, чем отдельно подключать каждому сотруднику доступ в интернет и платить за это.
- Безопасность обмена информацией.
- Комфорт использования.
Существует два вида стандартов :
- Юридические (формальные). Это стандарты, принятые организациями, наделенными соответствующими правами.
- Фактические (де факто). Это стандарты, никем не принятые, а установленные сами собой.
Например , разработана новая технология, которая широко распространилась, и приобрела большую популярность. Так получилось с протоколом , являющимся базовым во всемирной сети интернета.
В компьютерных сетях существует много стандартов связи, но самыми важными из них стали четыре вида:
- Международная организация ISO разрабатывает стандарты на эталонную модель работы открытых систем , описывающий подход к построению сетей компьютеров.
- Институт инженеров IEEE принимает стандарты на технологии передачи информации .
- Совет по архитектуре сети интернет разрабатывает стандарты связи на протоколы интернета .
- Консорциум W3C разрабатывает стандарты на Web (создание и оформление сайтов).
Сетевой протокол - это набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть компьютерами.
Фактически разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют так называемый стек протоколов.
Названия " протокол " и " стек протоколов " также указывают и на программное обеспечение, которым реализуется протокол.
Тип коммутации
Сеть делится на сети с коммутацией (сопряжением) каналов и пакетов. Перед тем, как осуществить передачу информации в сетях с коммутацией каналов, нужно установить связь между отправителем и получателем. Например, как на картинке, красной линией.
p, blockquote 3,0,0,0,0 -->
p, blockquote 4,0,0,0,0 -->
После этого все данные идут по налаженному соединению. Коммутация каналов осуществляется в телефонной сети. Сопряжение пакетов осуществляется в компьютерных сетях. Данные разделяются на пакеты, которые, в свою очередь, отправляются отдельно. Такие пакеты могут проходить сквозь сеть различными путями.
p, blockquote 5,0,1,0,0 -->
p, blockquote 6,0,0,0,0 -->
Отказоустойчивость — это достоинство сети с коммутацией пакетов. Если сломается один из переходных узлов, будет возможность найти обходной путь через сеть, например, как на картинке ниже.
p, blockquote 7,0,0,0,0 -->
p, blockquote 8,0,0,0,0 -->
В сетях с сопряжением каналов при поломке одного из промежуточных узлов соединение прерывается и передавать информацию нельзя. В сетях с коммутацией пакетов при подходе пакета на промежуточный узел необходимо решать задачу маршрутизации, определять куда дальше направлять этот пакет.
p, blockquote 9,0,0,0,0 -->
p, blockquote 10,0,0,0,0 -->
Решить задачу маршрутизации можно отдельно для индивидуального пакета, на каждом промежуточном устройстве. Это требует времени и создает вычислительную нагрузку на промежуточные устройства. В сетях с коммутацией каналов установка соединения происходит один раз и расходов на маршрутизацию нет.
p, blockquote 11,1,0,0,0 -->
Таблица маршрутизации
Эту информацию маршрутизатор хранит в таблице маршрутизации. На картинке ниже показан ее упрощенный вид, в которой некоторые служебные столбцы удалены для простоты понимания.
p, blockquote 14,0,0,0,0 -->
p, blockquote 15,0,1,0,0 -->
p, blockquote 16,0,0,0,0 -->
Локальные компьютерные сети приносят пользу в различных областях жизни. Именно они послужили заменой «голубиной почты» на производстве и в бытовых условиях.
Стандарты связи
Для нас воспринимается естественным образом, что к сети интернета мы имеем возможность подключиться каким угодно способом и с любого устройства – смартфона, компьютера, ноутбука и даже телевизора или современного холодильника. Не важно, какой марки эти устройства, и какая система на них установлена.
Когда компьютерные сети только зарождались, оборудование одной фирмы могли взаимодействовать в сети только с устройствами, изготовленными именно этой фирмы, и больше ни с какими. Причин для этого было много – несовместимость оборудования, программного обеспечения и сетевых протоколов.
Чтобы уйти от этой проблемы, необходимо наличие и внедрение стандартов на оборудование, сетевые протоколы и программное обеспечение.
Существует два вида стандартов:
- Юридические (формальные). Это стандарты, принятые организациями, наделенными соответствующими правами.
- Фактические (де факто). Это стандарты, никем не принятые, а установленные сами собой. Например, разработана новая технология, которая широко распространилась, и приобрела большую популярность. Так получилось с протоколом, являющимся базовым во всемирной сети интернета.
Компьютерные сети имеют много стандартов связи, но самыми важными из них стали четыре вида:
- Международная организация ISO разрабатывает стандарты на эталонную модель работы открытых систем, описывающий подход к построению сетей компьютеров.
- Институт инженеров IEEE принимает стандарты на технологии передачи информации.
- Совет по архитектуре сети интернет разрабатывает стандарты связи на протоколы интернета.
- Консорциум W3C разрабатывает стандарты на Web (создание и оформление сайтов).
Стандарты играют большую роль в функционировании компьютерных соединений. Мы все работаем с интернетом, заходим в него с любого устройства, работающего на любой операционной платформе, и любого производителя. Для этого применяются открытые стандарты.
Каналы передачи
Чтобы обеспечить возможность качественного соединения компьютеров, должна существовать особая передающая система – канал.
Основные виды передающих каналов, с помощью которых работают компьютерные сети:
- Аналоговые.
- Цифровые.
- Широко- и узкополосные.
- Радио и спутниковые.
- Оптоволоконный кабель.
Аналоговые каналы стали использоваться самыми первыми для отправки данных в компьютерных соединениях и дали возможность ввести в работу общественную телефонную связь.
Передача данных по ним производится двумя способами:
- Проводами соединяют два объекта, которые подключаются друг с другом путем непосредственной коммутации, это является выделенной линией.
- Соединение производится путем набора номера телефона, с применением коммутируемых сетей.
По выделенным линиям эффективность передачи информации больше, а их работа надежнее. Для отдельного канала требуется индивидуальное устройство, хотя существуют многоканальные устройства. С помощью коммутируемой линии можно связываться с другими узлами посредством одного устройства коммутации.
Вместе с аналоговыми каналами развивалась и цифровая форма связи. Совместно с дискретными пакетами, по цифровой линии передается голосовая связь и факсимильные данные, модифицированная в цифровой вид.
Высокие скорости на малых расстояниях обеспечиваются путем применения специальных проводников, имеющих название витой пары. Она позволяет избежать влияния соседней проводки на качество работы.
Таблица маршрутизации Windows
Продолжим рассматривать маршрутизатор D, у него есть три интерфейса. Ниже на картинке представлен вид таблицы маршрутизации для windows, которые в качестве идентификатора интерфейса используют ip-адрес, который назначен этому интерфейсу. Таким образом в столбце интерфейс есть 3 ip-адреса, которые соответствуют трем интерфейсам маршрутизатора.
p, blockquote 17,0,0,0,0 -->
p, blockquote 18,0,0,0,0 -->
Столбец шлюз, говорит что делать с пакетом, который вышел через заданный интерфейс. Для сетей, которые подключены напрямую к маршрутизатору D, в столбце шлюз, указывается «подсоединен», которое говорит о том, что сеть подключена непосредственно к маршрутизатору и передавать пакет нужно напрямую в эту сеть.
p, blockquote 19,0,0,0,0 -->
p, blockquote 20,0,0,0,0 -->
Если же нам нужно передать пакет на следующий маршрутизатор то в поле шлюз указывается ip-адрес этого маршрутизатора.
p, blockquote 21,0,0,0,0 -->
p, blockquote 22,0,0,0,0 -->
Читайте также: