Виды компьютерных сетей видео
Делимся с вами серией видеоуроков об IP сетях для новичков: от структуры IP адреса до грамотной настройки IP сети и сетевого оборудования.
В первом уроке нам расскажут о структуре IP адреса на примере известного всем 192.168.0.1: какую информацию он в себе несет, и зачем нужна маска подсети.
Во втором уроке рассказывается, какой IP адрес используют в качестве номера IP сети, какой для работы маршрутизатора и широковещательной рассылки, а какие IP адреса распределяются между хостами (узлами-участниками) сети.
Что такое классовая IP адресация, какие IP адреса к какому классу относятся, как указывается вид маски сети каждого из классов и определяется примерное количество хостов, а также когда используется классовая, а когда бесклассовая IP-адресация? Развернутые ответы в третьем видео курса.
Подробнее узнаем о назначении IP адресов в узлах локальной сети. С чего начинается локальная сеть – вкратце о цепочке подключения к глобальной сети через сеть вашего провайдера.
Этот урок рассказывает, как строится процесс подключения из локальной сети к удаленному серверу через сети провайдера, рассматривается принцип работы шлюза по умолчанию.
В шестом уроке объясняются основные принципы работы системы DNS (Domain Name System) и то, каким образом происходит поиск сервера в интернете по его доменному имени.
С этого урока начинается цикл по описанию настройки сетевого оборудования. В первом уроке цикла рассматривается назначение сетевых интерфейсов маршрутизатора на примере D-Link DIR 300 и подробно рассказывается о каждом из них.
Из восьмого урока вы узнаете о процессе подключения к маршрутизатору на примере D-Link DIR 300. Принципы подключения аналогичны и для других похожих маршрутизаторов.
Для этого урока отснято приложение о правильной перезагрузке маршрутизатора:
В этом видео рассказывается о процессе смены IP адреса маршрутизатора на примере D-Link DIR 300 со значения по умолчанию на значение, присвоенное пользователем. Также рассматривается процесс отключения DHCP сервера, и почему в не настроенном виде он представляет угрозу безопасности сети.
Урок о настройке маршрутизатора на примере D-Link DIR 300 для подключения к интернету через сеть провайдера. Принцип работы статического IP адреса.
В чем разница? В первом случае перед передачей данных устанавливается соединение. После данные перемещаются строго по установленному соединению. Наиболее популярный пример коммутации каналов – телефонная сеть.
А вот коммутация пакетов работает несколько иначе, и именно к этому типу относятся современные компьютерные сети. Данные делятся на части, также именуемые пакетами. Эти части не зависят друг от друга и передаются отдельно. Каждый пакет может проходить через сеть разными путями.
Главное преимущество второго типа – отказоустойчивость. Например, если какой-то из промежуточных узлов выйдет из строя, данные будут передаваться через доступные для этого узлы. При поступлении пакета на промежуточную точку (узел) определяется дальнейший путь: это и есть маршрутизация. Задача маршрутизации, которая описана выше, должна решаться на всех промежуточных этапах.
Разделение по технологии передачи:
- широковещательные сети (данные, переданные в сеть, доступны всем устройствам этой сети);
- точка-точка (передача от одного устройства к другому, иногда с наличием промежуточных узлов).
По протяженности компьютерные сети делятся на:
- персональные;
- локальные;
- муниципальные;
- глобальные;
- объединение сетей (пример – сеть Интернет).
Рассмотрим каждую из них более подробно:
Стандарты стали решением таких проблем, как несовместимость сетевого оборудования, разные протоколы и несовместимость программного обеспечения. Именно по этим причинам раньше оборудование от разных производителей не взаимодействовало посредством сети.
Используется 2 типа стандартов:
- Dejure (юридические, формальные стандарты).
- De Facto (стандарты фактические).
Первые стандарты принимаются той организацией, которая имеет право их принимать (по формальным законам стандартизации). Вторые же никто целенаправленно не принимал: они установились сами собой, как происходит с новыми технологиями, резко набирающими популярность среди пользователей. Хороший пример такой технологии – стек протоколов TCP/IP, который на данный момент является основой сети Интернет.
Самыми важными стандартами являются:
- ISO (Международная организация по стандартизации) приняла стандарт на эталонную модель взаимодействия открытых систем.
- Консорциум W3C (World Wide Web Consortium) – веб-стандарты.
- IAB (Совет по архитектуре Интернета) – протоколы Интернет.
- IEEE (Институт инженеров по электронике и электротехнике) – технологии передачи информации.
Стоит отметить, что IEEE также принимает стандарты в различных областях электроники и электротехники. Разработкой для стандартов компьютерных сетей занимается их комитет под номером 802:
А вот IAB состоит из нескольких частей:
- IRTF (Группа исследователей Интернет) – долгосрочные исследования на перспективу;
- IETF (Группа проектирования Интернет) – занимается выпуском стандартов на сетевые протоколы;
- RFC (запрос комментариев) – документы, описывающие работу различных протоколов (формально это не стандарты).
Используя другие протоколы, оборудование и программное обеспечение просто не смогут использоваться в сети Интернет.
Каждый из документов RFC обладает своим номером и описывает конкретный интернет-протокол:
- RFC 791 – протокол IP;
- RFC 792 – протокол ICMP;
- RFC 793 – протокол TCP;
- RFC 826 – протокол ARP;
- RFC 2131 – протокол DHCP.
Консорциум W3C отвечает за веб-стандарты. Документы W3C формально не называются стандартами, а именуются рекомендациями.
К рекомендациям World Wide Web Consortium относятся:
- HTML;
- CSS;
- XML;
- архитектура веб-сервисов.
Итак, стандарты предназначены для того, чтобы работать с Интернетом с любого устройства, с любой операционной системы, независимо от производителя и используемого программного обеспечения. Чтобы лучше разобраться в тонкостях работы протоколов и технологий, читайте стандарты IEEE, рекомендации W3C и документы RFC.
Продолжаем разбирать компьютерные сети и переходим к протоколам.
Что такое «сетевые протоколы»? Здесь все просто. По сути, это набор правил, благодаря которому реализуется соединение и обмен данными между несколькими (2-мя и более) устройствами, которые относятся к какой-либо сети. Наиболее популярная система классификации этих протоколов – OSI (сетевая модель). Ее можно разбить на 7 основных уровней:
К слову, модель TCP/IP во многом перекликается с приведенной выше OSI, так как функции многих уровней совпадают:
Ethernet – технология локальных сетей, отвечающая за передачу данных по кабелю, доступную для устройств компьютерных и промышленных сетей. Данная технология располагается на канальном (подуровни LLC и MAC) и физическом уровнях модели OSI.
По скорости передачи данных существуют такие технологии:
- Ethernet – 10 Мб/с
- Fast Ethernet – 100 Мб/с
- Gigabit Ethernet – 1 Гб/с
- 10G Ethernet – 10 Гб/с
Современное оборудование позволяет достигать скорости в 40 Гб/с и 100 Гб/с: такие технологии получили название 40GbE и 100GbE соответственно.
Также стоит выделить классический и коммутируемый Ethernet. Первый изначально использовал разделяемую среду в виде коаксиального кабеля, который позже был вытеснен концентраторами (hub). Основные недостатки – низкая безопасность и плохая масштабируемость (искажение данных при одновременной передаче 2-мя и более компьютерами, также известное как "коллизия").
Коммутируемый Ethernet является более новой и усовершенствованной технологией, которая используется по сей день. Чтобы устранить недостатки предыдущей версии, разделяемую среду исключили и использовали соединение точка-точка. Это стало возможным благодаря новым устройствам под названием "коммутаторы" (switch).
Классическая технология Ethernet давно и успешно заменена новыми технологиями, но некоторые нюансы работы сохранились. Рассмотрим классическую версию.
Физический уровень включает в себя 3 варианта работы Ethernet, которые зависят от сред передачи данных. Это:
- коаксиальный кабель
- витая пара
- оптоволокно
Канальный, в свою очередь, включил методы доступа, а также протоколы, что ничем не отличаются для различных сред передачи данных. Подуровни LLC и MAC в классической технологии присутствуют вместе.
MAC-адреса позволяют идентифицировать устройства, подключенные к сети Ethernet, и идентичных при этом быть не должно, в противном случае из нескольких устройств с одинаковыми адресами будет работать только одно.
По типам MAC-адреса разделяются на:
- Индивидуальные (для отдельных компьютеров).
- Групповые (для нескольких компьютеров).
- Широковещательные (для всех компьютеров сети).
Адреса могут назначаться как производителем оборудования (централизованно), так и администратором сети (локально).
Технология Ethernet и формат кадра:
Также не стоит забывать о коллизиях. Если сигнал, который принят, отличается от переданного, это означает, что произошла коллизия.
Технология CSMA/CD разработана с учетом возникновения коллизий и предполагает их контроль. Модель CSMA/CD выглядит следующим образом:
Классический Ethernet плох тем, что становится неработоспособным при нагрузке более чем 30%.
На сегодняшний день это наиболее оптимальная альтернатива, которая полностью исключает возможность появления коллизий и связанных с ними проблем.
Суть коммутируемого Ethernet в том, что вместо хаба используется свич (коммутатор) – устройство, которое работает на канальном уровне и обладает полносвязной топологией, что обеспечивает соединение всех портов друг с другом напрямую по технологии точка-точка.
Таблицы коммутации есть в каждом таком устройстве. Они описывают, какие компьютеры к какому порту свича подключены. Чтобы узнать MAC-адреса, используется алгоритм обратного обучения, а для передачи данных – алгоритм прозрачного моста.
Простейшая таблица коммутации:
Алгоритм обратного обучения работает таким образом: коммутатор принимает кадры, анализирует заголовок и извлекает из него адрес отправителя. Таким образом, к определенному порту подключен компьютер с конкретным MAC-адресом.
Прозрачный мост не требует настройки и так назван за счет того, что он не заметен для сетевых устройств (у него нет своего MAC-адреса). Коммутатор принимает кадр, анализирует заголовок, извлекает из него адрес получателя и сопоставляет его с таблицей коммутации, определяя порт, к которому подключено устройство. Таким образом, кадр передается на конкретный порт получателя, а не на все порты, как в случае с концентратором. Если же адрес не найден в таблице, коммутатор работает так же, как и хаб.
Технология Ethernet претерпела немало изменений с момента своего появления. Сегодня она способна обеспечить высокоскоростное соединение, лишенное коллизий и не ограниченное небольшой нагрузкой сети, как это было в случае с классическим Ethernet.
В современных локальных сетях используются коммутаторы, которые по своей функциональности значительно эффективнее концентраторов. Больше нет разделяемой среды и связанных с ней коллизий, затрудняющих работу с сетью. Свичи анализируют заголовки и передают кадры только конечному получателю по принципу точка-точка. Способны "изучать" сеть благодаря таблице коммутации и алгоритму обратного обучения.
Плюсами коммутируемого Ethernet являются масштабируемость, высокая производительность и безопасность.
В уроке рассказывается о компьютерных сетях, истории их появления и развития. Также из урока можно узнать, какие сети называются локальными, а какие глобальными.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Получите невероятные возможности
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Конспект урока "Локальные компьютерные сети"
Как только были созданы компьютеры, то у людей появилась необходимость переносить информацию с одного компьютера на другой. Сначала это делали с помощью различных носителей таких как: диск, дискета. Но со временем появились компьютерные сети.
Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, связанная каналами передачи информации.
Рассмотрим один из видов компьютерных сетей - это локальная компьютерная сеть.
Самый простой и «традиционный способ» передачи информации с одного компьютера на другой - это поместить информацию на физический носитель, например, на флешку и перенести на другой компьютер.
Но если же вы заметили, то этот способ требует много дополнительных действий:
Для начала нам нужно записать информацию на флешку. Потом взять эту флешку и перенести к другому компьютеру.
Но если же компьютер, на который нужно сбросить информацию, находится, например, в соседнем здании или же вообще в другом городе, то уже этот способ становится не совсем удобным для нас.
Поэтому, чтобы передача информации была более организована, и придумали компьютерные сети.
В семье Самойловых есть стационарный компьютер и ноутбук. Стационарным компьютером пользуется Ваня, а ноутбуком - его сестра Алеся. Алесе нужно было срочно сделать реферат и отнести его в школу.
Через час реферат был готов, осталось только распечатать.
Т.к. у них дома не настроена локальная сеть, то возникла маленькая проблемка: принтер был соединен только со стационарным компьютером, и к тому же за ним работает Ваня.
Для начала Алесе нужно, закачать реферат на флешку, попросить у Вани компьютер для пользования, потом вставить флешку в USB-разъем этого компьютера и с его помощью распечатать реферат.
Как видите, ей нужно делать много лишних действий, и было бы намного проще, если и компьютер, и ноутбук были бы объединены в локальную сеть. Т.е. она могла бы распечатать свой реферат, как с компьютера, так и с ноутбука.
Также гораздо проще, используя локальную сеть, передавать файлы с одного компьютера на другой, и обратно, без каких-либо других дополнительных носителей.
Задачи компьютерной сети:
· использование ресурсов других компьютеров, которые подключены к данной сети,
· это защита данных и ресурсов от несанкционированного доступа. Чаще всего это используют корпорации.
Если же говорить о типах компьютерных сетей, то можно выделить такие как: локальная, региональная, корпоративная и глобальная.
Локальная компьютерная сеть - это самый простой вид компьютерных сетей, потому что она объединяет компьютеры, которые расположены на небольших расстояниях друг от друга. Например, это компьютеры в кабинете информатике.
Региональная компьютерная сеть - это объединение компьютеров и локальных сетей, для решения общих проблем регионального масштаба. Но чаще всего это сеть какой то страны.
Корпоративная компьютерная сеть - это объединение компьютеров и локальных сетей в пределах корпорации. С помощью данной сети можно обмениваться информацией в пределах одной организации, например, это банки или же сеть магазинов.
Глобальная компьютерная сеть включает в себя локальные, региональные и корпоративные сети, которые соединены между собой многочисленными каналами передачи информации.
Т.е. это объединение компьютеров и локальных сетей, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.
В небольших локальных сетях, которых объединяют около 10 компьютеров, все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать доступными для других пользователей сети.
После этого пользователи, которые работаю за другими компьютерами, подключенных к данной сети, могут пользоваться ресурсами чужого компьютера. И такие сети называются одноранговыми.
Но в этой сети есть недостатки. Один из главных недостатков - это слабая незащищенность информации от несанкционированного доступа.
В локальной сети, где подключено более 10 компьютеров, для более надежного хранения информации выделяют специальные компьютеры, на которых хранятся файлы или программы-приложения. Такие компьютеры называют серверами, а локальную сеть - сетью на основе серверов.
Т.к. на сервере хранится наиболее важная информация, то правила доступа к этой информации устанавливает один человек - администратор сети.
Компьютеры, которые подключены к локальной сети, в операционной системе Windows входят в папку Сеть, а в операционной системе Linux - в папку Сетевые ресурсы.
В оперативной системе Windows щелчок по значку Сеть, находящемся на рабочем столе, вызывает окно, которое содержит в себе папки компьютеров, подключенных к данной сети.
Каждый компьютер из сети является папкой, содержащей папки дисков. Если к дискам и папкам компьютера предоставлен доступ, то любой пользователь сети может использовать их как свои собственные.
Давайте рассмотрим, как компьютеры объединяются в сеть. Если же мы хотим объединить несколько компьютеров к локальной сети, то каждый компьютер должен иметь специальную плату, которая называется сетевой адаптер. Ну а сами компьютеры объединены между собой с помощью кабеля.
Что касается объединения компьютеров в сеть, то есть различные виды подключения. И такие виды подключения называются топологией сети.
Сети Enternet могут иметь топологию «шина», «звезда» и «кольцо».
Для топологии «шина» характерно, что все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине). Она проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.
В типологии «звезда» - имеется специальное центральное устройство, от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю. В отличие от типологии «шина», типология «звезда» более устойчива. Если кабель поврежден то это проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Т.е. не требуется усилий по локализации неисправности.
В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца.
Достоинство кольцевой структуры - простота реализации устройств, а недостаток - низкая надежность.
Еще есть более современный способ организации локальной сети - это организация локальной сети с помощью беспроводной компьютерной сети: технологии WiFi.
Вернемся к нашему примеру про семью Самойловых, Ваня работает за стационарным компьютером, а Алеся - за ноутбуком. Вот Алесе было бы гораздо проще распечатать свой реферат, если она была бы подключена к сети, и к тому же беспроводной, то она с легкостью могла пользоваться информационными ресурсами другого компьютера, который подключен к этой же сети.
Конспект урока "Локальные и глобальные компьютерные сети"
Мы живём в цивилизованном, стремительно развивающемся мире, которым правят технологии. Еще совсем недавно даже о существовании мобильного телефона можно было прочесть только в фантастической книге, а сегодня это обычная реальность. И очень многие удивительные и нереальные вещи, предсказанные писателями-фантастами, на сегодняшний день уже сбылись. Например в романе Эдварда Беллами, написанном в 1887 году, персонаж погружается в летаргический сон в конце 19-го века, а выходит из него в начале 21-го. Что он обнаруживает? Наличные деньги отсутствуют, а вместо них горожане получают на свой собственный счёт сумму, которую могут тратить при помощи специальной карты. Ну чем вам не сегодняшний день?
Артур Кларк в середине 20-го века «сконструировал» искусственный спутник. Подобные аппараты сегодня применяются, например, для передачи телевизионного сигнала.
Сегодня представить свою жизнь без компьютеров и интернета мы не можем. Практически каждый человек, не выходя из дома, может оплачивать услуги, совершать покупки, общаться с родственниками и друзьями по видеосвязи и многое другое. И во всех этих действиях участвует один из главных информационных процессов – процесс передачи информации.
· Что такое компьютерная сеть?
· Какая сеть называется локальной?
· Что такое глобальная сеть?
Информация передаётся от источника к приёмнику в форме некоторого набора знаков, символов, сигналов.
На протяжении долгих столетий для передачи писем человечество пользовалось услугами почты, во второй половине 19 века изобрели аппарат для приёма и передачи звука, который назвали телефон. А с 30-х годов 20 века для передачи изображений стали использовать телефакс.
Важной характеристикой компьютерной сети является скорость передачи информации или пропускная способность канала – это количество информации, передаваемое за единицу времени. Эта величина определяется как количество информации в битах в секунду, а также в кратных единицах: килобит в секунду (кбит/с), мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит в секунду (Гбит/с).
Локальная компьютерная сеть представляет собой объединение компьютеров на небольших расстояниях друг от друга. Как правило, оно внутри одной организации, предприятия, фирмы, учебного заведения. Компьютеры, объединённые в локальную сеть, могут получать совместный доступ к ресурсам компьютера (к программам, файлам, папкам), а также к периферийным устройствам (принтерам, сканерам, дискам, модемам), подключённым к сети. Различают следующие виды локальных сетей: одноранговые и с выделенным сервером.
Одноранговыми называются небольшие локальные сети, где все компьютеры равноправны, то есть каждый из них может пользоваться ресурсами другого. В таких сетях каждый пользователь сам решает, какие ресурсы своего компьютера (программы, файлы или папки) сделать доступными для всей сети.
Если объединяют большое количество пользователей, то доступ ко всем компьютерам сети нежелателен. В таких случаях выделяют самый мощный компьютер, который называется сервер. На жёстком диске сервера размещают файлы (данные и программы), а также размещают периферийное оборудование (принтер, сканер и другое) и к ним открывают доступ для других компьютеров сети. Компьютеры, получившие доступ к файлам и периферийному оборудованию, размещённым на сервере называются клиенты.
Для осуществления передачи и приёма сигнала по каналам связи каждый компьютер, подключённый к локальной сети, должен иметь специальную плату – сетевой адаптер. А само соединение компьютеров в локальную сеть выполняется по проводным каналам с помощью различных типов кабелей (например это могут быть витая пара или оптическое волокно), или по беспроводным каналам (например Wi-Fi).
На сколь угодно больших расстояниях (это могут быть не только разные страны, но и разные континенты) компьютеры также объединяются в сеть, которая называется глобальной компьютерной сетью.
Глобальные компьютерные сети могут быть:
· Корпоративные - создаются для предоставления деятельности разного рода организациям, которые имеют подразделения на удалённых территориях.
· Региональные - Это сети, которые создаются в пределах одного региона (например, страна, город или область).
Самой известной и обширной глобальной компьютерной сетью является Интернет. Интернет – это всемирная система объединённых компьютерных сетей (локальных, региональных и корпоративных) для хранения и передачи информации по всему миру.
Любая глобальная компьютерная сеть состоит из компьютерного узла и канала связи. Узел – это мощный компьютер, который постоянно подключён к сети. К узлам подключаются абоненты. Абоненты – это персональные компьютеры пользователей или локальные сети.
Для передачи данных в глобальных сетях применяют: электрический кабель, радиосвязь через ретрансляторы и спутники связи, инфракрасные лучи, современный оптоволоконный кабель, обычную телефонную сеть.
Организация, предоставляющая пользователям связь с глобальной сетью через свои компьютеры, называется провайдером сетевых услуг. Для подключения удалённых пользователей и локальных сетей к интернету активно используются телефонные линии. Для повышения скорости разработана технология ADSL, что в переводе с английского означает асимметричная цифровая абонентская линия. Это означает, что доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком неравномерно. Так как у большинства пользователей объём входящего трафика значительно больше объёма исходящего, то скорость входящего трафика больше, чем скорость исходящего. Это ограничение стало проявляться шире в связи с распространением видеосвязи.
Давайте на примере рассчитаем, за какое время через ADSL-соединение со скоростью 512000 бит в секунду мы сможем скачать фильм размером 700 Мегабайт.
Итак, по условию нам известна скорость ADSL-соединения – 5,1 × 10 5 бит в секунду и размер фильма – 700 × 10 6 байт.
Переведём 700 × 10 6 байт в биты.
Для этого нужно 700 × 10 6 × 8. Получим приблизительно 5,6 × 10 9 бит.
Как вы помните скорость передачи информации – это количество информации, передаваемое за единицу времени, то есть.
Значит, для нахождения времени, необходимого для скачивания фильма нужно размер файла разделить на скорость передачи данных. или
Получим приблизительно 10 4 сек.
Получается, что время необходимое на скачивание файла, зависит обратно пропорционально от скорости. То есть чем выше скорость передачи данных, тем меньше времени тратится на загрузку файла.
Важно запомнить:
· Компьютерная сеть – это два и более компьютеров, соединённых линиями передачи информации.
· Локальная компьютерная сеть – это сеть, которая объединяет компьютеры, установленные в одном помещении или в одном здании. Компьютеры, объединённые в локальную сеть, могут получать совместный доступ к ресурсам компьютера, а также к периферийным устройствам. Различают следующие виды локальных сетей: одноранговые и с выделенным сервером.
· Глобальная компьютерная сеть – это сеть, в которой компьютеры объединяются на сколь угодно больших расстояниях.
· Глобальные компьютерные сети могут быть корпоративные и региональные.
· Самой известной и обширной глобальной компьютерной сетью является Интернет.
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью быстрого доступа к информационным ресурсам других компьютеров, а также принтерам и другим периферийным устройствам. На этом уроке учащиеся познакомятся с локальной компьютерной сетью и ее структурой.
Читайте также: