Используя цифровые ресурсы соединенные в глобальную сеть компании можно оперативно принимать решения

Помогите пожалуйста!!!!
Спишите предложения, вставляя пропущенные буквы, расставляя недостающие знаки препинания. Подчеркните слова научного стиля.

1. Програ…у “Цифровой Казахстан — 2020” направле…ую на повышение конкурент…способности эк…номики и качества жизни населения запустили в 2017 году. 2. Используя цифровые ресурсы соедине…ые в гл…бальную сеть компании можно оперативно пр…нимать решения для любой географической точки своего бизнеса. 3. Сейчас активно распространяю…ся игры ор…г…нальные с элементами дополне…ой р…альности а также виртуальные зеркала в магазинах продающих одежду.4. Бл…г…даря свободному доступу к информации нам будет ле…че управлять изображениями записа…ыми на жес…кий диск. 5. Цифровая эк…номика — это система эк…номических, социальных, культурных отношений основа…ая на использовани… цифровых технологий. 6. Прорывной станет технология 3D-печати ун…кальная с методом послойного создания детали.

Сегодня многие пользователи все чаще сталкиваются с понятием глобальной компьютерной сети. Правда, далеко не все в полной мере отдают себе отчет в том, что это такое в самом широком понимании, и каковы возможности глобальной сети, ограничиваясь всего лишь интернетом. Попробуем разобраться в данном вопросе несколько подробнее, а также рассмотрим некоторые основные характеристики, которые присущи таким компьютерным структурам.

Что такое глобальная сеть: общее понятие

Начнем с понимания самого определения сетей такого типа. Исходя из того, что предлагается в описании наиболее известными и уважаемыми информационными источниками во Всемирной паутине, под глобальными сетями понимают организационные структуры, объединяющие отдельные компьютеры или терминалы, находящиеся в локальной сети, между собой, независимо от их физического местонахождения. Так что же это такое?

Действительно, это есть некая структура, которая способна обеспечивать взаимодействие пользовательских терминалов или даже мобильных устройств, независимо от того, в какой точке земного шара они находятся. Что самое интересное, такие структуры относятся к понятиям виртуальным, поскольку проводные соединения между всеми устройствами по всему миру установить невозможно просто физически.

Локальные и глобальные сети: в чем разница?

Некоторые пользователи ошибочно полагают, что между этими двумя понятиями разницы нет. Тут стоит посмотреть на самое главное отличие между сетями обоих типов.

Организация локальной сети

Локальная сеть сама по себе рассчитана на объединение только строго определенного числа компьютерных устройств и не может производить взаимодействие между ними при превышении их количества. Кроме того, такие сети обеспечивают только общий доступ к некоторым программам или документам, а связь осуществляется через центральный сервер или несколько серверов.

Организация глобальных сетей в этом отношении отличается в корне. В них могут входить и отдельные компьютеры или мобильные девайсы, и целые локальные сети. Иными словами, ограничений по количеству одновременно подключаемых устройств не существует в принципе (разве что по присвоению каждому устройству внешнего идентификатора, как, например, IP-адрес в интернете, или номер мобильного телефона). Протокол IPv4 в скором времени исчерпает свои возможности по причине ограниченности количества присваиваемых адресов, зато у шестой версии, которая идет на смену четвертой, такие ограничения если и есть, то весьма условны.

Принципы организации

Развитие глобальных сетей началось, как считается, еще с того момента, когда связь между компьютерными устройствами попытались установить через ARPANET. Эта сеть принципиально является прародительницей современного интернета.

Сеть ARPANET

Только еще на заре осуществления такой идеи связь осуществлялась посредством кабелей, но со временем решения по организации компьютерного взаимодействия вышла на новый уровень. Если говорить простым языком, структура такова, что с одной стороны имеется маршрутизатор ЛВС для выхода, а с другой – коммутатор для связи с требуемыми частями глобальной сети.

Типы глобальных сетей

Если говорить о том, что такое глобальная сеть, нельзя не затронуть вопрос, касающийся современных типов таких компьютерных структур.

В основном в классификации выделяют несколько основных классов, среди которых любому пользователю известны такие как:

  • спутниковые сети;
  • мобильные сети;
  • интернет и его разновидности.

Как это работает?

Как уже понятно, доступ в глобальную сеть обеспечивается за счет идентификации устройства, а связь осуществляется посредством использования специальных протоколов.

Протоколы Интернета

Для разных сетей и разных операционных систем сами протоколы могут разниться, однако в международных стандартах обычно можно встретить протоколы вроде TCP/IP, ATM, MPLS, SONET/SDH и др. Каждый такой протокол представляет собой набор определенных правил, по которым осуществляется доступ в глобальную сеть, производится передача и прием информации или идентификация пользовательских устройств и т. д. Заметьте, в данном случае об инициализации персоны самого пользователя речь не идет. Все это относится исключительно к компьютерам или мобильным девайсам.

Наиболее известные глобальные сети

Вообще, сегодня самыми популярными принято считать сети типа Internet и FidoNet. Однако мало кто догадывается о том, что сети мобильных операторов тоже являются своеобразными глобальными структурами, использующими для связи между устройствами стандарты технологий GSM.

Мобильные сети

А как же 3G/4G? Тут нужно четко понимать, что эти стандарты используются исключительно для выхода в интернет, а, проще говоря, для связи одной глобальной сети с другой. И любая глобальная сеть изначально ориентирована на высокую скорость передачи данных, что выгодно отличает ее от локальной структуры. Но на сегодняшний день сети мобильных операторов в равной степени можно отнести и к локальной, и к глобальной сети, поскольку в них объединены только строго определенные идентифицированные по номерам устройства, а с другой стороны, их количество растет день ото дня, что предполагает присвоение таких идентификаторов практически в неограниченном количестве.

Некоторые базовые возможности и проблемы

Но давайте посмотрим, что представляет собой глобальная сеть Интернет. Именно структура, именуемая World Wide Web, стала наиболее популярной, развитой и разветвленной. Если ранее она была ориентирована в основном на осуществление пересылки корреспонденции в виде электронной почты или посещение веб-страниц, сегодня ее ресурсы таковы, что пользователи любой точки мира могут общаться между собой, скажем, посредством видеочатов в режиме реального времени или в социальных сетях, загружать информацию любого типа, хранить собственные данные в облачных сервисах и т. д.

Офис онлайн

Одним из самых интересных инструментов можно назвать одновременный доступ к электронным документам, при котором подразумевается открытие и редактирование файлов несколькими пользователями сразу. Само собой разумеется, что любое изменение в документе тут же отображается на компьютерах всех подключенных в данный момент пользователей. Что такое глобальная сеть в этом смысле? Это есть инструмент, обеспечивающий программное взаимодействие на всех уровнях и между любыми пользователями.

Вирусы в интернете

Но появление Всемирной паутины в известном смысле породило и множество проблем, поскольку именно в интернете сегодня распространяется такое огромное количество вирусов, вредоносных кодов и программ, что и вообразить себе трудно. Даже самые продвинутые разработчики антивирусного программного обеспечения не успевают следить за их появлением.

Преимущества биткоин-майнинга

Конечно же, это далеко не все возможности, которые можно привести в качестве примера. Набирающий в последнее время биткоин-майнинг тоже можно отнести к таким инструментам. Тут технология такова, что посредством интернета можно объединить в одну виртуальную сеть машины даже без согласия их владельцев и воспользоваться многократным увеличением производительности отдельно взятого компьютера за счет использования вычислительных возможностей других терминалов. Естественно, в некотором смысле такие программы можно назвать вирусами или действиями, попадающими под юрисдикцию незаконного доступа к чужой информации, тем не менее именно как средства глобальных сетей такие возможности сбрасывать со счетов нельзя.

Кроме того, отдельно стоит отметить и сетевые операционные системы, которые не требуют установки на жесткий диск, а могут загружаться на компьютерный терминал с удаленного сервера, обеспечивая полноценную работу любого устройства. Как считается, такие технологии на сегодняшний день наиболее актуальны, поскольку система защиты, применяемая для их структур и удаленного доступа, намного выше, чем в системах стационарных.

Краткие выводы

В целом же, думается, уже немного понятно, что такое глобальная сеть и в чем состоит ее отличие от сети локальной. Естественно, рассмотреть абсолютно все предоставляемые инструменты невозможно в принципе. Однако вопрос этого, собственно, и не стоял. По крайней мере, из вышеизложенного материала можно понять, что это за структуры, зачем они нужны и какими базовыми возможностями обладают.

У этого термина существуют и другие значения, см. WAN (значения).

У этого термина существуют и другие значения, см. ГВС.

Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame Relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame Relay.

Описание

Связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

Отличие глобальной сети от локальной

Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым.

В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.

Крупнейшие ГКС

  • Internet
  • FidoNet
 Просмотр этого шаблона Интернет
Вещание

Телевидение • Радио • Подкастинг • СМИ • Интернет-журналистика • Гражданская журналистика • Блог

Общение

Телефония • Телеконференция • Мгновенные сообщения • Почта • Группа новостей • Веб-форум • Чат • Троллинг

Информация

Реклама • Рассылка • Спам • Каталог ресурсов • Жёлтые страницы • Поисковая система • RSS-агрегатор • Файлообмен

Бизнес

Магазин • Оплата • Аукцион • Банкинг • Казино • Трейдинг • Маркетинг

Культура

Сообщество • Социальная сеть • Блогосфера • Информационное общество • Киберпространство • Криптоанархизм • Анонимус • Хакер • Веб-бригады • Киберпанк • Сетевая литература • Веб-комикс • Веб-сериал • Интернет-мем • Зависимость

Прочее

Доступ • Протоколы • Глобальная сеть Точка обмена трафиком • Интернет2 • Доменное имя • Онлайн • Сетевой нейтралитет • Цензура • Хостинг • Портал • Всемирная паутина (Браузер • Вики-проекты • Семантическая паутина • Веб-служба • Веб 2.0) • Рунет • Интернет-время • Ботнет • Дотком

Пользователю «всемирная паутина» представляется цельной глобальной структурой. Однако, Интернет является совмещением огромного количества локальных и глобальных сетей разного ранга, уровня, находящихся в разных точках земного шара. Каждая из этих подструктур имеет свое техническое обеспечение, свои цели, задачи, сферу применения, принадлежит разным собственникам.

Передача данных, а также их организация производится посредством линий связи, которые могут быть кабельными:

  • оптоволоконными,
  • коаксиальными,
  • телефонными.

Либо беспроводными, тогда информация передается с помощью радиоволн за счет применения Wi-Fi устройств, использования ресурсов сотовой связи или спутников.

Основная функция глобальной сети – обеспечение бесперебойной коммуникации между всеми своими частями. На разных участках – в разных странах и регионах – эту деятельность осуществляют специализированные компании. Они следят за работоспособностью устройств связи, занимаются прокладкой новых линий, подключением абонентов.

Существует множество типов таких компаний. Они отвечают за разные по сложности участки, за разное оборудование, существенно отличающееся по функциональному назначению; могут иметь разные зоны ответственности и разные обязанности. Но все эти компании носят общее название – провайдеры

Интернет-провайдеры – для чего они нужны?

Интернет-провайдерами называются коммуникационные компании, которые предоставляют доступ абонента в глобальную сеть Интернет. Услуга обеспечивается за счет соединения, при помощи проводной или беспроводной связи, компьютера абонента с оборудованием оператора.

Часто провайдер оказывает дополнительные услуги – обеспечивает бесплатный обмен данными внутри своей сети, создает почтовый сервис, занимается поддержкой выделенных серверов, а также многим другим.

На современном уровне развитии Интернета, провайдер, как правило, обеспечивает постоянное подключение локального пользователя к сети. При этом каждому такому пользователю присваивается персональный IP-адрес и он становится совершенно полноправной частью Интернета, как любой подключенный к нему абонент или устройство.

Адресация в сети

Основным идентификатором, позволяющим однозначно определить клиента сети, является IP-адрес. Это набор цифр, с помощью которых указывается принадлежность к сети и место хоста (абонента) в этой сети.

Пользователю может быть присвоен как статический, так и динамический IP-адрес. У каждого провайдера есть доступный набор адресов, которые он выдает абоненту, когда тот появляется в сети. Так работает динамический IP.

Статический же IP-адрес является постоянным и принадлежит только одному пользователю, не зависимо от того находится ли он в сети или нет. Большинству локальных пользователей это не нужно. Необходимость возникает в исключительных случаях, например, если надо удаленно получить доступ к собственному ПК.

Для корпоративных же клиентов постоянный адрес в Интернете может оказаться не бесполезной тратой денег, а жизненно необходимым решением, которое непосредственно повлияет на удобство, скорость и качество работы.

Другой способ идентификации

Система IP-адресов является не единственной, которая используется для идентификации подключенного к Интернету устройства. Широко применяется система доменных имен. Фактически они являются такими же уникальными структурами как и IP-адреса. ни одно доменное имя в сети не повторяется.

Доменные имена построены по иерархической системе, в которой домены первого уровня могут определять как географическое положение, так владельца или назначение сайта. Домен второго уровня детализирует информацию и может указывать как на конкретный регион, так и на определенного собственника сайта – частное лицо или организацию.

Поддомен, или левая часть доменного имени, практически не регламентируется, не имеет большой ценности и доступна для использования фактически любому пользователю ,который хочет создать собственный сайт в интернете.

Доменные имена созданы для удобства использования Интернета человеком. Каждое такое наименование жестко привязано к конкретному IP-адресу или группе IP-адресов. Чтобы компьютер установил соединение, введенные слова с помощью DNS-сервиса преобразовывается в более понятные компьютеру цифры.

Совершенствование методов идентификация клиента сети, позволяет упростить поиск конкретного пользователя, устройства, либо ресурса.

Иерархия интернет-провайдеров

Физически, все системы коммуникации на которых построена сеть Интернет, представляют собой совокупность хабов (точек обмена информацией) и магистралей – линий, обеспечивающих соединение хабов. Магистрали прокладывают как под землей, так и под водой. По дну Атлантического, Тихого и даже Индийского океанов проложены многокилометровые кабели, соединяющие все части света. Вся инфраструктура, без которой невозможно существование Интернета в мировом масштабе, носит название «Опорная сеть Интернета».

Магистральные провайдеры, еще они известны под названием «Tier1-операторы» – это верхний уровень в иерархии операторов связи. Именно эти организации владеют системами и оборудованием, обеспечивающим связь. Именно они заняты поддержанием устройств в рабочем состоянии. Их ежедневный труд позволяет глобальной сети Интернет функционировать круглые сутки, семь дней в неделю на протяжении уже многих лет.

Следующий уровень – владельцы хабов, точек доступа, а также крупных, часто межгосударственных сетей связи. Обычно это национальные телекоммуникационные операторы. Такие компании могут иметь в своей собственности и магистральные линии. Они обеспечивают обмен трафиком в мировом масштабе, оплачивая транзит данных через сегменты принадлежащие операторам первого уровня.

Предоставление услуг абонентам

Если основной задачей операторов верхних уровней является обеспечение работоспособности инфраструктуры Интернета, то на региональном и местном уровне находятся организации, преследующие совершенно иные цели.

Как правило, такие операторы связи также имеют собственную сеть, расположенную на территории города, области или региона. Она необходима, чтобы обеспечить как можно большему количеству абонентов доступ к сети Интернет. Таким образом, главной задачей мелких операторов связи, является подключение абонентов, обеспечение их доступа к возможностям глобальной сети в рамках заключенного договора.

Спутниковая связь

Принцип работы спутниковых систем обмена данными, основан на взаимодействии наземных ретрансляторов и аналогичных устройств, размещенных на космических аппаратах. Пакеты данных предаются с наземного трансивера с помощью сверхвысокочастотного электромагнитного излучения. Затем эти сигналы, передаются по цепочке от одного спутника к другому, пока наконец снова не будут отосланы на другой трансивер, находящийся на поверхности планеты. Он может быть расположен очень далеко от той точки, из которой поступил первоначальный сигнал.

Спутниковая связь имеет как свои преимущества, например, она позволяет обеспечивать связь с труднодоступными регионами, так и недостатки – стоимость использования всё еще остается гораздо выше, чем применение наземных магистралей. Не смотря на то, что в данном виде коммуникации еще существуют нерешенные вопросы, такие как безопасность передачи данных, неустойчивость сигнала, возможность его блокирования зданиями и даже деревьями, спутниковая связь имеет отличные перспективы развития.

Взаимодействие региональных провайдеров с городскими, федеральными и операторами первого уровня

Региональным принято называть провайдеров, область работы которых ограничена городом, областью, районом. В этом смысле их следует отличать от федеральных и международных провайдеров. Основная задача регионального оператора связи – развитие, поддержание работоспособности собственной сети и предоставление доступа в Интернет, а также различных дополнительных услуг локальным абонентам.

Часто бывает, что крупные провайдеры работают в нескольких городах, тогда в каждом из них они имеют место, где расположено коммуникационное оборудование и где происходит подключение абонентских магистралей. Такое место называется точка присутствия (POP). При этом линии связи провайдер может как устанавливать самостоятельно, так и арендовать уже имеющиеся.

С точки зрения иерархии сетей, Интернет – не просто совокупность разнородных коммуникационных структур, а четко упорядоченная система. В рамках данной системы каждая сеть не только имеет четкое функциональное назначение, но и устанавливает прочные связи с другими сетями, которые по статусу находятся как выше, так и ниже ее.

Каждый провайдер, который является собственником коммуникационного оборудования и магистралей предоставляет его ресурсы для передачи информации как собственным абонентам, так и владельцам других сетей. Региональные провайдеры являются оператором верхнего уровня для городских провайдеров, которые платят за подключение к их ресурсам и транзит трафика. Таким образом, за счет арендуемых мощностей, они предоставляют собственным локальным пользователям возможность доступа в Интернет. Сами региональные провайдеры в свою очередь оплачивают использование ресурсов провайдеров федерального уровня, чтобы за счет этого обмениваться данными с заграничной частью глобальной сети.

Доступ в интернет для клиентов разного уровня

Интернет состоит из огромного количества сетей, которые объединяются в целое за счет использования коммуникационных магистралей. Верхний или первый уровень в иерархии провайдеров – это организации занимающиеся обеспечением работоспособности хабов и магистральных сетей. Иногда их также называют Tier1-операторы (а также transit-free).

«Пиринг» – основной вид взаимодействия между операторами первого уровня

Согласно принятому определению, Tier1-операторы, это владельцы систем связи, которые имеют соединение с сетью Интернет через собственные узлы. Фактически они являются сегментами сети интернет, которые непосредственно соединены с другими сегментами глобальной сети, принадлежащими другим собственникам.

Обмен данными между такими собственниками происходит бесплатно, на основе взаимовыгодных соглашений, так называемых «пиринговых договоров» или просто «пиринга» (от английского peering — соседство).

Считается, что пиринг – высокоэффективная система. Он дает возможность сокращать маршруты передачи информации, снижать расходы на трафик. Обмен данными может производится как через соединение «точка-точка», организованное между двумя сетями, так и через общую точку обмена трафика, которая соединяет нескольких операторов, но фактически может не принадлежать ни одному из них, а являться собственностью сторонней организации.

Точка обмена трафиком (Internet Exchange Point) относится к особому типу объектов сетевой инфраструктуры, которая способствует сокращению маршрутов, уменьшению использования транзитных сетей, ускорению обмена данными. Представляет собой автономную систему, имеющую собственный блок публичных IP-адресов.

Операторы второго уровня и их взаимоотношения с Tier1

Магистральный провайдер и Tier1-оператор – это не обязательно тождественные понятия. Многие крупные провайдеры, имеющие в собственности хабы и протяженные интернет-коммуникации, вынуждены покупать транзит траффика, поэтому формально они относятся к Tier-2-операторам. Однако, Tier1-операторы, не только поддерживают работоспособность оборудования и организуют обмен данными друг с другом, но и продают транзит трафика провайдерам нижнего уровня – Tier2.

Разница между Тier1 и Tier2 операторами часто формальна и заключается только в одном – платит данная организация за транзит данных или обменивается информацией только по своим каналам. Любой Tier1-оператор, который по каким-либо причинам начинает покупать трафик, сразу же автоматически начинает считаться оператором второго уровня.

Данное определение не зависит от количества и качества оборудования находящегося в собственности и является в некотором смысле условным, не отражающем в полной мере технической оснащенности сети. Многие Tier2-операторы, являются более крупными, чем многие Tier1, а качество интернет соединения, которое они предоставляют может быть лучше, а скорость выше. В данном случает разделение на первый и второй уровень, скорее атрибут статуса, который чаще всего используется в рекламных целях.

Tier1-операторы не имеют транзитных путей передачи информации. Поэтому, когда две таких организации прекращают взаимодействие друг с другом – по любым причинам, то клиенты одной сети перестают «видеть» ресурсы другой. Части остаются разделены до улаживания всех разногласий, либо до того момента, пока один из операторов верхнего уровня не начнет покупать транзитный трафик у других сетей. Это приводит к тому, что Tier1-оператор теряет свой статус и становится оператором второго уровня.

Однако, никакие сложности во взаимоотношениях не влияют на обычных пользователей, на местных провайдеров, которые подключены через Tier2-оператора. Провайдер же второго уровня имеет выход сразу на нескольких операторов Tier1, ему ничто не мешает покупать транзит трафика и, при необходимости, искать обходные пути. Именно к этому типу относится большинство провайдеров национального масштаба.

Операторы Tier3, выход на конечного пользователя

Чаще всего конечный пользователь подключается к интернету через сети Tier3-операторов. Это организации, которые не участвуют в пиринговых договорах и весь объем трафика покупают у операторов верхних уровней. Однако, услуги подключения, также могут предоставлять и операторы второго и даже первого уровня.

Фактически доступ к Интернету осуществляется за счет физического присоединения оборудования абонента к устройствам, входящим в сеть провайдера. В данном случае провайдер выступает в качестве посредника, который, однако, несет на себе ответственность за обеспечение обещанной скорости связи и надежности соединения. Плату, которую провайдер третьего уровня берет со своих абонентов, он тратит не только на поддержания своего оборудования – своей сети – в рабочем состоянии, но и на оплату доступа к ресурсам операторов второго и первого уровня.

Часто бывает, что Tier2-операторы также занимаются работой с абонентами и дают им доступ к глобальной сети. Одно время считалось, что чем выше статус провайдера, тем лучше качество предоставляемых им услуг. Однако, опыт показывает, что данные категории мало друг с другом связаны. Есть множество примеров, когда провайдеры низких уровней запрашивают более низкую абонентскую плату, а уровень предоставляемого сервиса у них оказывается выше. Специалисты склонны связывать эту аномалию с организационными особенностями работы отдельных компаний.

Маршрутизация в Интернете

Чтобы связать между собой большое количество разнородных локальных и глобальных сетей, необходимо было выработать единые нормы и правила передачи данных. Одним из главных результатов работы по стандартизации способов обмена информацией стал протокол TCP/IP.

Он является основой методологии передачи данных в современной сети Интернет. Протокол TCP/IP представляет собой набор правил описывающих способ передачи информационных блоков от источника к конечному абоненту. Модель предполагает существование четырех уровней, через которые передаются данные, и каждый из этих уровней имеет собственное описание в протоколе.

Правила определяют, как формируются пакеты данных, каким методом они обрабатываются, как их следует передавать. Описание затрагивает вопросы установления маршрута и способа приема информации. Основные задачи при обмене данными в сети:

  • Верное определение адресата;
  • Выбор оптимального маршрута;
  • Сохранение целостности данных.

Такие вопросы, конечно, возникают и при работе в небольших локальных сетях, с малым числом абонентов. Но в глобальных масштабах Интернета они могли стать серьезной проблемой. Чтобы избежать потенциальных трудностей и был разработан стек протоколов TCP/IP.

Важным отличием TCP/IP является отсутствие привязки к конкретному виду устройств. Протокол аппаратно независим, и поэтому превосходно подходит для организации взаимодействия между сетевым оборудованием различных производителей, без привязки к их особенностям. На его основе можно подключать друг к другу любые виды сетей и обеспечивать обмен данными между их абонентами (хостами).

Все операторы связи независимо от их уровня и статуса, ежедневно развивают и поддерживают работоспособность глобальной сети, заботясь об оборудовании, протягивая новые магистрали, давая возможность подключиться абонентам в самых отдаленных уголках планеты.

Понятие о глобальных сетях

Глобальная сеть– это объединения
компьютеров, расположенных на удаленном
расстоянии, для общего использования
мировых информационных ресурсов. На
сегодняшний день их насчитывается в
мире более 200. Из них наиболее известной
и самой популярной является сеть
Интернет.

В отличие от локальных сетей в глобальных
сетях нет какого-либо единого центра
управления. Основу сети составляют
десятки и сотни тысяч компьютеров,
соединенных теми или иными каналами
связи. Каждый компьютер имеет уникальный
идентификатор, что позволяет «проложить
к нему маршрут» для доставки информации.
Обычно в глобальной сети объединяются
компьютеры, работающие по разным правилам
(имеющие различную архитектуру, системное
программное обеспечение и т.д.). Поэтому
для передачи информации из одного вида
сетей в другой используются шлюзы.

Шлюзы (gateway) — это устройства (компьютеры), служащие для объединения сетей с совершенно различными протоколами обмена.

Протокол обмена

это набор правил (соглашение, стандарт),
определяющий принципы обмена данными
между различными компьютерами в сети.

Протоколы
условно делятся на базовые
(более низкого уровня)
,
отвечающие за передачу информации
любого типа, и прикладные
(более высокого уровня)
,
отвечающие за функционирование
специализированных служб.

Главный
компьютер сети, который предоставляет
доступ к общей базе данных, обеспечивает
совместное использование устройств
ввода-вывода и взаимодействия пользователей
называется сервером.

Компьютер
сети, который только использует сетевые
ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не
отдает называется клиентом
(часто
его еще называют рабочей
станцией
).

Для работы в глобальной сети пользователю
необходимо иметь соответствующее
аппаратное и программное обеспечение.

Программное обеспечение можно разделить
на два класса:

  • программы-серверы, которые размещаются
    на узле сети, обслуживающем компьютер
    пользователя;

  • программы-клиенты, размещенные на
    компьютере пользователя и пользующиеся
    услугами сервера.

Глобальные сети предоставляют
пользователям разнообразные услуги:
электронная почта, удаленный доступ к
любому компьютеру сети, поиск данных и
программ и т.д.

Аппаратные средства реализации лвс

В самом простом случае для работы сети
достаточно сетевых карт и кабеля. Если
же необходимо создать достаточно сложную
сеть, то понадобится специальное сетевое
оборудование.

1. Кабель

Компьютеры внутри локальной сети
соединяются с помощью кабелей, которые
передают сигналы. Кабель, соединяющий
два компонента сети (например, два
компьютера), называется сегментом.
Кабели классифицируются в зависимости
от возможных значений скорости передачи
информации и частоты возникновения
сбоев и ошибок. Наиболее часто используются
кабели трех основных категорий:

неэкранированная
витая пара
. Максимальное расстояние,
на котором могут быть расположены
компьютеры, соединенные этим кабелем,
достигает 90 м. Скорость передачи
информации — от 10 до 155 Мбит/с; экранированная
витая пара. Скорость передачи информации
— 16 Мбит/с на расстояние до 300 м.

коаксиальный
кабель
. Отличается более высокой
механической прочностью, помехозащищённостью
и позволяет передавать информацию на
расстояние до 2000 м со скоростью 2-44
Мбит/с;

волоконно-оптический
кабель
. Идеальная передающая среда,
он не подвержен действию электромагнитных
полей, позволяет передавать информацию
на расстояние до 10 000 м со скоростью до
10 Гбит/с.

Для построения локальных сетей сейчас
наиболее широко используется витая
пара. Внутри такой кабель состоит из
двух или четырех пар медного провода,
перекрученных между собой. Витая пара
также имеет свои разновидности: UTP
(Unshielded Twisted Pair — неэкранированная витая
пара) и STP (Shielded Twisted Pair — экранированная
витая пара). Эти разновидности кабеля
способны передавать сигналы на расстояние
порядка 100 м. Как правило, в локальных
сетях используется именно UTP. STP имеет
плетеную оболочку из медной нити, которая
имеет более высокий уровень защиты и
качества, чем оболочка кабеля UTP.В кабеле
STP каждая пара проводов дополнительно
экранирована (она обернута слоем фольги),
что защищает данные, которые передаются,
от внешних помех. Такое решение позволяет
поддерживать высокие скорости передачи
на более значительные расстояния, чем
в случае использования кабеля UTP. Витая
пара подключается к компьютеру с помощью
разъема RJ-45 (Registered Jack 45), который очень
напоминает телефонный разъем RJ-11
(Registered Jack 11).

Витая пара способна обеспечивать работу
сети на скоростях 10, 100 и 1000 Мбит/с.

Коаксиальный кабель состоит из медного
провода, покрытого изоляцией, экранирующей
металлической оплеткой и внешней
оболочкой. По центральному проводу
кабеля передаются сигналы, в которые
предварительно были преобразованы
данные. Такой провод может быть как
цельным, так и многожильным. Для
организации локальной сети применяются
два типа коаксиального кабеля: ThinNet.
(тонкий, 10Base2) и ThickNet (толстый, 10Base5). В
данный момент локальные сети на основе
коаксиального кабеля практически не
встречаются. Скорость передачи информации
в такой сети не превышает 10 Мбит/с. Обе
разновидности кабеля, ThinNet и ThickNet,
подключаются к разъему BNC, а на обоих
концах кабеля должны быть установлены
терминаторы.

В основе оптоволоконного кабеля
находятся оптические волокна (световоды),
данные по которым передаются в виде
импульсов света. Электрические сигналы
по оптоволоконному кабелю не передаются,
поэтому сигнал нельзя перехватить, что
практически исключает несанкционированный
доступ к данным. Оптоволоконный кабель
используют для транспортировки больших
объемов информации на максимально
доступных скоростях. Главным недостатком
такого кабеля является его хрупкость:
его легко повредить, а монтировать и
соединять можно только с помощью
специального оборудования,

2. Сетевые карты

Сетевые карты делают возможным соединение
компьютера и сетевого кабеля. Сетевая
карта преобразует информацию, которая
предназначена для отправки, в специальные
пакеты. Пакет — логическая совокупность
данных, в которую входят заголовок с
адресными сведениями и непосредственно
информация. В заголовке присутствуют
поля адреса, где находится информация
о месте отправления и пункте назначения
данных. Сетевая плата анализирует адрес
назначения полученного пакета и
определяет, действительно ли пакет
направлялся данному компьютеру. Если
вывод будет положительным, то плата
передаст пакет операционной системе.
В противном случае пакет обрабатываться
не будет. Специальное программное
обеспечение позволяет обрабатывать
все пакеты, которые проходят внутри
сети. Такую возможность используют
системные администраторы, когда
анализируют работу сети, и злоумышленники
для кражи данных, проходящих по ней.
Любая сетевая карта имеет индивидуальный
адрес, встроенный в ее микросхемы. Этот
адрес называется физическим, или МАС-
адресом (Media Access Control — управление
доступом к среде передачи). Порядок
действий, совершаемых сетевой картой,
следующий. Получение информации от
операционной системы и преобразование
ее в электрические сигналы для дальнейшей
отправки по кабелю. Получение электрических
сигналов по кабелю и преобразование их
обратно в данные, с которыми способна
работать операционная система.
Определение, предназначен ли принятый
пакет данных именно для этого компьютера.
Управление потоком информации, которая
проходит между компьютером и сетью.

Все чаще сетевые карты интегрируются
в материнскую плату и подключаются к
южному мосту. Процессор связывается с
южным мостом, и всем оборудованием, что
к нему подключено, через северный мост.

Кроме того, операционная система каждого
компьютера, подключенного к сети, должна
иметь средства сетевой поддержки:
специальные системные и пользовательские
программы, а также набор определённых
правил, регламентирующих формы и
процедуры обмена информацией по сети
между двумя или несколькими устройствами
(или процессами), которые именуютсясетевыми протоколами

3. Повторители

Локальная сеть может быть расширена
за счет использования специального
устройства, которое носит название
«репитер» (Repeater — повторитель). Его
основная функция состоит в том, чтобы,
получив данные на одном из портов,
перенаправить их на остальные порты.
Данные порты могут быть произвольного
типа: RJ-45 или Fiber-Optic. Комбинации также
роли не играют, что позволяет объединять
элементы сети, которые построены на
основе различных типов кабеля. Информация
в процессе передачи на другие порты
восстанавливается, чтобы исключить
отклонения, которые могут появиться в
процессе движения сигнала от источника.

Повторители могут выполнять функцию
разделения. Если повторитель определяет,
что на каком-то из портов происходит
слишком много коллизий, он делает вывод,
что на этом сегменте произошла неполадка,
и изолирует его. Данная функция
предотвращает распространение сбоев
одного из сегментов на всю сеть.

Повторитель позволяет:

§ соединять два сегмента сети с
одинаковыми или различными видами
кабеля;

§ регенерировать сигнал для увеличения
максимального расстояния его передачи;

§ передавать поток данных в обоих
направлениях.

4. Концентраторы

Концентратор — устройство, способное
объединить компьютеры в физическую
звездообразную топологию. Концентратор
имеет несколько портов, позволяющих
подключить сетевые компоненты.
Концентратор, имеющий всего два порта,
называют мостом. Мост необходим для
соединения двух элементов сети.

Сеть вместе с концентратором представляет
собой «общую шину». Пакеты данных при
передаче через концентратор будут
доставлены на все компьютеры, подключенные
к локальной сети.

Существует два вида концентраторов:

§ Пассивные концентраторы. Такие
устройства отправляют полученный сигнал
без его предварительной обработки.

§ Активные концентраторы (многопортовые
повторители). Принимают входящие сигналы,
обрабатывают их и передают в подключенные
компьютеры.

5. Коммутаторы

Коммутаторы необходимы для организации
более тесного сетевого соединения между
компьютером-отправителем и конечным
компьютером. В процессе передачи данных
через коммутатор в его память записывается
информация о МАС- адресах компьютеров.
С помощью этой информации коммутатор
составляет таблицу маршрутизации, в
которой для каждого из компьютеров
указана его принадлежность определенному
сегменту сети.

При получении коммутатором пакетов
данных он создает специальное внутреннее
соединение (сегмент) между двумя своими
портами, используя таблицу маршрутизации.
Затем отправляет пакет данных в
соответствующий порт конечного
компьютера, опираясь на информацию,
описанную в заголовке пакета.

Таким образом, данное соединение
оказывается изолированным от других
портов, что позволяет компьютерам
обмениваться информацией с максимальной
скоростью, которая доступна для данной
сети. Если у коммутатора присутствуют
только два порта, он называется мостом.

Коммутатор предоставляет следующие
возможности:

§ послать пакет с данными с одного
компьютера на конечный компьютер;

§ увеличить скорость передачи данных.

6. Маршрутизаторы

Маршрутизатор по принципу работы
напоминает коммутатор, однако имеет
больший набор функциональных возможностей.
Он изучает не только MAC, но и IP-адреса
обоих компьютеров, участвующих в передаче
данных. Транспортируя информацию между
различными сегментами сети, маршрутизаторы
анализируют заголовок пакета и стараются
вычислить оптимальный путь перемещения
данного пакета. Маршрутизатор способен
определить путь к произвольному сегменту
сети, используя информацию из таблицы
маршрутов, что позволяет создавать
общее подключение к Интернету или
глобальной сети.

Маршрутизаторы позволяют произвести
доставку пакета наиболее быстрым путем,
что позволяет повысить пропускную
способность больших сетей. Если какой-то
сегмент сети перегружен, поток данных
пойдет по другому пути.

В качестве простого маршрутизатора
может быть использован обыкновенный
компьютер.

Как вы уже, наверное, знаете, сеть — это совокупность объектов, имеющих определенные общие признаки и определенным образом связанных между собой. Эта связь может быть непосредственной или опосредованной. Объекты объединяются в сети для экономии ресурсов. Компьютеры также могут образовывать сети. Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров, объединенных каналами связи и обеспеченных коммуникационным оборудованием и программным обеспечением для совместного использования данных и оборудования.

Содержание:

    1. Какие бывают компьютерные сети?
    2. Локальные компьютерные сети
    3. Глобальные компьютерные сети
    4. Как создают компьютерную сеть?
      1. Аппаратное и программное обеспечение сетей
    5. Как передаются данных от одного компьютера к другому?
    6. Сетевые службы и приложения
    7. Адресация узлов сети
    8. Какие ресурсы относятся к глобальной сети?
    9. Как формируются адреса ресурсов Интернета?
    10. Как подключиться к Интернету?
    11. Итоги

Компьютерные сети

Компьютеры в сети отличаются по функциям, которые они выполняют. Компьютер, который предоставляет ресурсы в сеть, называют сервером, компьютер, эти ресурсы использует, — клиентом (или рабочей станцией). Наибольшей глобальной компьютерной сетью является Интернет. Она предоставляет пользователям всего мира возможности общения, поиска и просмотра информационных материалов на своих ресурсах.

Какие бывают компьютерные сети?

Компьютеры в сети могут соединяться между собой по-разному, в зависимости от типа компьютеров, расстояния, на котором они находятся, и функций, которые на них возлагаются. Поэтому различают следующие виды сетей:

Вид сети Cвойства
Локальные компьютерные сети
(англ. Local Area Networks — LAN)
Сосредоточенные на территории радиусом не более 1-2 км, локальные компьютерные сети построены с использованием дорогих высококачественных линий связи, позволяющих достигать высоких скоростей обмена данными порядка 10000 Мбит/с, данные передаются в цифровом формате, то есть в форме, в которой они хранятся и обрабатываются в компьютере.
Глобальные компьютерные сети
(англ. Wide Area Networks — WAN)
Объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (единицы и десятки мегабит в секунду). Форма передачи данных по глобальным сетям не совпадает с формой их представления в памяти компьютера. Поэтому для подключения компьютера к глобальной сети необходимо иметь устройство, например оптический модем, который осуществляет преобразование данных на входе и выходе компьютера. Для устойчивой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
Беспроводные локальные компьютерные сети
(англ. Wireless Local Area Network — WLAN)
Локальные сети на основе технологии беспроводной связи Wi-Fi, основанной на стандартах IEEE 802.11. Такая сеть связывает два или более устройств с помощью беспроводной связи для формирования локальной сети (LAN) в пределах ограниченной области, например дома, в школе, в компьютерной лаборатории, учебном заведении, офисном или общественном здание и т.д. Это дает пользователям возможность передвигаться по территории сохраняя подключение к сети. Через шлюз WLAN также может обеспечить подключение сети Интернет. Беспроводные локальные сети стали популярными для использования в домашних условиях из-за простоты установки и использования. Они также популярны в коммерческих объектах, которые предлагают беспроводной доступ своим сотрудникам и клиентам.
Региональные компьютерные сети
(англ. Metropolitan Area Networks — MAN)
Занимают промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они качественные линии связи и достигают высоких скоростей обмена, иногда даже более высоких, чем в классических локальных сетях. Как и в случае локальных сетей, при построении сети уже имеющиеся линии связи не используются, а прокладываются заново.
Персональные компьютерные сети
(англ. Personal Area Network — PAN)
Объединяет персональное электронное оборудование пользователя (телефоны, карманные персональные компьютеры, ноутбуки, гарнитуры и т.д.) преимущественно через беспроводную связь Bluetooth или Wi-Fi, предусматривает ограниченное количество абонентов (до 8 участников) и небольшой радиус действия (до 30 м )
Нательная компьютерная сеть
(Body Area Network — BAN)
Объединяет надеваемые или имплантированные компьютерные устройства, такие как умные часы, мониторы пульса и давления, умные кардиостимуляторы и т.п. Особое внимание уделяется надежности и бесперебойности связи медицинских приборов.

Компьютерные сети могут соединять различное количество компьютеров и охватывать различные по величине территории. Сеть, соединяющая компьютеры, расположенные в пределах кабинета, помещения, одного или нескольких домов, называют локальной. Локальные сети создаются в учебных заведениях, банках, других организациях. В локальной сети может быть от двух до нескольких сотен компьютеров. Главной особенностью локальной сети сравнительно короткие, скоростные, качественные линии связи.

Локальные компьютерные сети

Локальные сети (Local Area Network — LAN) состоят из компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории и которые, как правило, принадлежат одной организации. За счет того, что расстояния между отдельными компьютерами небольшие, появляются широкие возможности для использования телекоммуникационного оборудования, обеспечивающего высокую скорость и качество передачи данных. Кроме того, в локальных сетях, как правило, используются простые способы взаимодействия отдельных компьютеров сети. Локальная вычислительная сеть строится на базе среды передачи данных, которая предоставляет собой структурированную кабельную систему (СКС) здания. Для предоставления пользователю сетевых сервисов к кабельной системе подключается активное сетевое оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы и т.д.).

В зависимости от технологии передачи данных различают:

  • локальные сети с маршрутизацией данных;
  • локальные сети с селекцией данных.

В зависимости от используемых физических средств соединения локальные сети подразделяются на кабельные и беспроводные.

Локальная компьютерная сеть представляет собой совокупность серверов и рабочих станций. Обработка данных в компьютерных сетях распределена обычно между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, таких как запрос файла, поиска информации в базе данных и т.д.

Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных сетях, так и в сетях с иерархической структурой (выделенный сервер).

Одноранговая сеть — в которой каждый компьютер (рабочая станция) имеет одинаковые права, то есть все компьютеры равноправны. В одноранговых сетях возможно дополнительно создать подсети, так называемые рабочие группы с соответствующими именами.

Равноправие компьютеров в такой сети означает, что каждый владелец компьютера, имеющего доступ к сети, может самостоятельно управлять ресурсами и данными, находящимися на компьютере. Разрешить пользоваться ресурсами и данными того или иного компьютера означает предоставить общий доступ пользователям, находящимся в той же группе, что и данный компьютер, а также можно установить пароль доступа и права доступа к ресурсу. В связи с этим каждый владелец компьютера несет ответственность за сохранность и работоспособность конкретного ресурса и рабочей станции в целом. Компьютер, находящийся в локальной сети, но при этом не входит в ту или иную группу пользователей, не сможет воспользоваться общим ресурсом, выделенным для данной группы пользователей.

Иерархическая сеть — в которой один из компьютеров выполняет функции хранения данных (выделенный сервер), предназначенных для использования всеми другими рабочими станциями локальной сети, управление взаимодействием рабочих станций и ряд сервисных функций. Создание и эксплуатация иерархической сети требует соответствующих профессиональных навыков и постоянного администрирования сети соответствующим специалистом — системным администратором.

Предоставление ресурсов в иерархической сети в отличие от одноранговой осуществляется в соответствии с правами того или иного пользователя. Для полноценного использования ресурсов сети пользователи должны быть зарегистрированы администратором в сети с определенными правами доступа, согласно которым выделенный сервер определять ресурсы и данные, которые доступны конкретному пользователю. Вход в локальные компьютерные сети пользователем осуществляется на основе идентификации его сервером в соответствии с логином и паролем.

Создание сети с выделенным сервером, аккумулирует большой объем общей информации, позволяет снизить требования к техническим характеристикам других компьютеров в сети, что способствует уменьшению суммарных расходов на покупку всего оборудования.

Достоинства иерархической сети:

  • надежная система защиты;
  • высокое быстродействие;
  • отсутствие ограничений на число рабочих станций.

Недостатки иерархической сети:

  • высокая стоимость, так как необходимо выделять мощный компьютер под выделенный сервер и поддерживать работу сети, прибегнув к услугам системного администратора;
  • меньшая гибкость по сравнению с одноранговых сетями.
  • Комбинируя перечисленные выше виды локальных сетей, можно получить сети более сложных видов, принципов организации и функционирования:
  • комбинирование одноранговой и иерархической сети, где рабочие станции взаимодействуют как по принципу функционирования временной сети, так и по принципам функционирования иерархических сетей;
  • иерархическая сеть с несколькими выделенными серверами (файловый сервер, сервер печати и т.д.);
  • иерархическая сеть, функционирование которой основано на иерархии серверов, когда сервер нижнего уровня подключаются к серверам более высокого уровня.

Сервер является ядром локальной сети и обеспечивает доступ пользователей к информационной системе. Все отдельные рабочие станции и любые совместно используемые периферийные устройства, например принтеры, подсоединяются к файл-серверу.

Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы, содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелями с файл-сервером.

К преимуществам локальных компьютерных сетей можно отнести:

  • возможность совместного использования ресурсов сети (файлов, принтеров, модемов и т.д.);
  • оперативный доступ к любой информации сети;
  • надежные средства резервирования и хранения информации;
  • защита информации от несанкционированного доступа;
  • возможность использования современных технологий, в частности, системы электронного документооборота, сетевых баз данных, приема / передачи факсов, доступа в Интернет.

Глобальные компьютерные сети

Сети, соединяющие компьютерные сети и отдельные компьютеры, размещенные в разных городах и странах, частях света, называют глобальными (WAN). В глобальных сетях часто используются существующие линии связи, например телефонные, телеграфные, сотовые линии.

Наиболее известной глобальной сетью является Интернет. Интернет также называют сетью сетей. Существуют еще и другие глобальные сети. Например, сети банковских систем, сети авиакомпаний, научных организаций.

Интернет — всемирная система взаимосвязанных компьютерных сетей. Интернет состоит из большого количества локальных и глобальных сетей, связанных между собой с использованием различных проводных и беспроводных технологий. Интернет составляет физическую основу для размещения огромного количества информационных ресурсов и услуг, например www и электронная почта.

Как создают компьютерную сеть?

Компьютерные сети состоят из узлов, которыми могут быть компьютер, принтер или другое устройство, связанное с сетью. Компьютеры разделяют на два типа: рабочие станции, на которых работают пользователи, и серверы, обслуживающие эти станции.

Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров и других устройств, соединенных каналами передачи данных. В компьютерных сетях используются кабельные (с помощью телефонных линий, оптоволоконных каналов, сетевых кабелей) или беспроводные каналы (с помощью сотовой, спутниковой связи, Wi-Fi, радиоволны и т.п.).

Компьютеры в сети могут иметь различное назначение. Например, к компьютеру, входящему в сеть, могут быть присоединены периферийные устройства. Для того чтобы использовать одно из них, указанному компьютеру направляется запрос. В ответ на эти запросы компьютеры предоставляют услуги по доступу к собственным или сетевым ресурсам.

Сетевое взаимодействие заключается в передаче запросов от одних компьютеров сети к другим компьютерам и устройствам и получении в ответ доступа к определенным ресурсам сети. Те компьютеры, которые предоставляют доступ к собственным и сетевых ресурсов другим компьютерам, называют серверами, а те, что пользуются услугами серверов, — клиентами или клиентскими компьютерами.

Основными компонентами аппаратной составляющей компьютерной сети есть рабочие станции, серверы, сетевые платы, оборудование для обеспечения передачи данных по различным каналам связи.

Серверы используются для объединения и распределения ресурсов компьютерной сети между клиентами (рабочими станциями).

Как мы уже писали, компьютеры, которые одновременно могут выполнять функции сервера и рабочей станции при работе в сети, образуют одноранговую компьютерную сеть, то есть такую, где всем узлам сети предоставлен одинаковый приоритет, при этом ресурсы каждого узла доступны другим узлам сети.

В компьютерных сетях сервер может быть выделен (если он выполняет только функции сервера). Сеть типа «клиент-сервер» — это сеть, в которой одни компьютеры выполняют функцию серверов, а другие — клиентов.

Для работы в компьютерной сети каждому узлу сети необходима сетевая плата (сетевой адаптер), к которой подсоединяют сетевой кабель.

Компьютерные сети - Сетевая плата

Сетевая плата

Сетевая плата — это плата расширения, которая вставляется в разъем материнской платы компьютера. Все чаще сетевые платы интегрируются в материнскую плату. Также распространены беспроводные сетевые карты, обеспечивающие соединения компьютеров в сеть WLAN (беспроводная локальная компьютерная сеть) по стандарту Wi-Fi (IEEE 802.11).

Функции сетевой платы:

  • подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче с помощью сетевого кабеля;
  • передача данных на другой компьютер;
  • управления потоком данных между компьютером и средой передачи;
  • прием данных с кабеля и перевод в форму, понятную для центрального процессора компьютера.

Данные в сетях передаются по каналам связи. Канал связи — это оборудование, с помощью которого осуществляется соединение компьютеров в сеть. Соединение может быть образовано с использованием кабелей для передачи сигналов или с помощью беспроводных средств. От вида каналов связи зависит скорость обмена данными в сети.

Каналы связи можно сравнивать с транспортными системами грузовых или пассажирских перевозок. Транспортировка пассажиров может осуществляться по воздуху (самолетами, аэростатами и другими воздушными средствами), железной дорогой или по воде (лодки, теплоходы и т.д.), по суше (автомобили, поезда, конные экипажи, верблюжьи караваны и т.д.). В зависимости от среды транспортировки подбирают и подходящее средство передвижения.

Компьютеры внутри локальной сети соединяются с помощью кабелей, передающих сигналы. Кабели классифицируются в зависимости от возможных значений скорости передачи данных и частоты возникновения сбоев и ошибок. Чаще всего используются кабели трех основных категорий:

  • витая пара;
  • коаксиальный кабель;
  • оптоволоконный кабель.

Для построения локальных сетей сейчас наиболее широко используется витая пара. Внутри такой кабель состоит из двух или четырех пар медного провода, скрученных между собой. Витая пара подключается к компьютеру с помощью разъема, который очень напоминает телефонный разъем. Витая пара способна обеспечивать работу сети на скоростях  1, 10, 100, 1000 Мбит/с.

Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы, изоляции, ее окружает, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки. По центральному проводу кабеля передаются сигналы, в которые предварительно были преобразованы данные. Такой провод может быть как моно-, так и многожильным.

Кабели компьютерных сетей

В основе оптоволоконного кабеля содержатся оптические волокна, данные по которым передаются в виде импульсов света. Электрические сигналы по оптоволоконному кабелю не передаются, он не распространяет электромагнитное излучение, поэтому сигнал нельзя перехватить, что практически исключает несанкционированный доступ к данным. Оптоволоконный кабель используют для транспортировки больших объемов данных на максимально доступных скоростях. Сейчас широко используется скорость 1000 Мбит/с, приобретает все большее распространение скорость 10 Гбит/с и выше. Главным недостатком такого кабеля является его хрупкость: его легко повредить, а монтировать и соединять можно только с помощью специального оборудования.

Аппаратное и программное обеспечение сетей

Конструктивно компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров, которые объединены каналами связи и обеспечена аппаратным и программным сетевым оборудованием. На каждом клиенте сети устанавливается программа-клиент. На серверах сети устанавливают программу-сервер, которая предоставляет услуги программам-клиентам.

Проще всего построить локальную сеть из двух компьютеров (прямое соединение). Для этого нужен специальный кабель ( «патч-корд», максимальная длина до 100 м), чтобы соединить их сетевые адаптеры (карты), и соответствующие настройки на обоих компьютерах.

Чтобы построить локальную сеть с большим количеством компьютеров, нужно специальное устройство — сетевой коммутатор («свитч») или сетевой концентратор («хаб»). К нему (а следовательно, и к локальной сети) подсоединяют компьютеры и другие сетевые устройства, которые укомплектованы сетевыми адаптерами: принтеры, сканеры и т.п. Внешние устройства, в составе которых нет сетевых карт, подсоединяют к сети через компьютер.

Для построения локальной сети или для передачи данных между различными локальными сетями и их подключения к Интернету используют также маршрутизаторы (роутеры).

Подключение компьютеров к сети

Подключение компьютеров к сети

Как передаются данных от одного компьютера к другому?

К программному обеспечению компьютерных сетей относятся прежде всего сетевые операционные системы (ОС).

Сетевая ОС — это ОС со встроенными сетевыми средствами (протоколами, уровнями). Сетевая ОС должна быть многопользовательской — то есть с разделением ресурсов компьютера в соответствии с учетной записью пользователя.

Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимают совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам — протоколам. Сетевой протокол в компьютерных сетях — основанный на стандартах набор правил, определяющий принципы взаимодействия компьютеров в сети. Протокол также задает общие правила взаимодействия различных программ, сетевых узлов или систем и создает таким образом единое пространство передачи.

Протоколы устанавливаются в дипломатии во время общения дипломатов и других официальных лиц для того, чтобы избежать недоразумений. Есть определенные правила этикета, хотя они имеют различия в разных странах мира, правила (протоколы) проведение олимпийских игр, правила переезда перекрестка на автомобильных дорогах и тому подобное.

Выбор протоколов зависит от типа сети. Процесс передачи данных от одного компьютера к другому состоит из нескольких этапов (уровней). Этот процесс включает следующие операции: получение данных от программы пользователя, их сжатие, шифрование, формирование пакетов, на которые разбивается сообщение, установления сеанса связи между компьютером, передающим данные, и тем, что их принимает, транспортировки данных по каналам аппаратуры связи, выбор наиболее эффективного маршрута передачи данных и на последнем этапе — формирование выходного документа из пакетов данных. На каждом этапе используются отдельные протоколы, их совокупность представляет собой набор протоколов.

Протоколы передачи данных — это специальные программы, определяющие правила, по которым кодируются и передаются данные в сети и обеспечивают взаимодействие сети и пользователя. Набором протоколов Интернета является TCP / IP (от англ. Transmission Control Protocol / Internet Protocol).

Протоколы также помогают не допускать ошибок при передаче и получении данных.

В сети Интернет используют такие протоколы доступа к сетевым службам передачи данных:

  • НТТР (от англ. Hyper Text Transfer Protocol) — протокол передачи гипертекста;
  • FTP (от англ. File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя;
  • РОР (от англ. Post Office Protocol) — стандартный протокол почтового соединения. Серверы РОР обрабатывают входную электронную почту, а протокол РОР предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ;
  • SMTP (от англ. Simple Mail Transfer Protocol) — протокол, который задает набор правил для передачи электронной почты;
  • TELNET (от англ. Terminal Network) — протокол удаленного доступа;
  • DNS (от англ. Domain Name System) — преобразование доменных имен в IP-адреса;
  • TCP (от англ. Transmission Control Protocol)  — управление передачей и целостностью пакетов данных;
  • DTN (от англ. Delay-Tolerant Networking) — протокол, нечувствительный к большим задержкам сигнала, предназначен для обеспечения сверхдальней космической связи;
  • PPP (от англ. Point-to-Point Protocol) — протокол для установления прямой защищенной связи между двумя узлами сети, причём он может обеспечить аутентификацию соединения, шифрование и сжатие данных.

Протокол НТТР используется при пересылке веб-страниц с одного компьютера на другой.

FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.

Сервер SMTP возвращает или подтверждение о приеме почтового сообщения, или сообщение об ошибке, или запрашивает дополнительные данные.

Протокол TELNET дает возможность абоненту работать на любом компьютере сети Интернет как на своем собственном, то есть запускать программы, менять режим работы и тому подобное. На практике возможности лимитируются уровнем доступа, заданным администратором удаленной машины.

Сетевые службы и приложения

Предоставление пользователям общий доступ к определенному типу ресурсов, например, к файлам, называют также предоставлением сервиса (в этом случае файлового сервиса). Конечно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых сервисов для своих пользователей — файловый сервис, сервис печати, сервис электронной почты, сервис удаленного доступа и т. п. Программы, реализующие сетевые сервисы, относятся к классу распределенных программ.

Однако в сети могут выполняться и распределенные пользовательские приложения. Распределенный приложение также состоит из нескольких частей, каждая из которых выполняет какую-то определенную законченную работу по решению прикладной задачи. Например, одна часть приложения, выполняемый на компьютере пользователя, может поддерживать специализированный графический интерфейс, вторая — работать на мощном выделенном компьютере и заниматься статистической обработкой введенных пользователем данных, третья — заносить полученные результаты в базу данных на компьютере с установленной стандартной СУБД. Распределенные приложения полного мере используют потенциальные возможности распределенной обработки, предоставляемых вычислительной сетью, и поэтому часто называются сетевыми приложениями.

Не всякий приложение, выполняемое в сети, является распределенным. Значительная часть истории локальных сетей связана именно с использованием обычных нераспределенных приложений. Рассмотрим, например, как происходила работа пользователя с известной в свое время СУБД dBase. Файлы базы данных, с которыми работали все пользователи сети, располагались на файловом сервере. Сама же СУБД хранилась на каждом клиентском компьютере в виде единого программного модуля. Программа dBase была рассчитана только на обработку данных, расположенных на том же компьютере, что и сама программа. Пользователь запускал dBase на своем компьютере и программа искала данные на локальном диске, совершенно не принимая во внимание существование сети. Чтобы обрабатывать с помощью dBase данные, расположенные на удаленном компьютере, пользователь обращался к услугам файловой службы, доставляла данные с сервера на клиентский компьютер и создавала для СУБД эффект их локального хранения.

Большинство приложений, используемых в локальных сетях в середине 80-х годов, были обычными нераспределенными приложениями. И это понятно: они были написаны для автономных компьютеров, а потом просто были перенесены в сетевую среду. Создание же распределенных приложений, хотя и сулило много преимуществ (снижение сетевого трафика, специализация компьютеров), оказалось делом совсем не простым. Нужно было решать множество дополнительных проблем: на сколько частей разбить приложение, какие функции возложить на каждую часть, как организовать взаимодействие этих частей, чтобы в случае сбоев и отказов оставшиеся, корректно завершали работу и т. д.

Адресация узлов сети

При объединении трех и более компьютеров важным аспектом становится их адресация.

К адресации узлов и схемы ее назначения выдвигается несколько требований:

  1. Адрес должен быть уникальным в сети любого масштаба.
  2. Схема назначения адресов должна быть легкой и не допускать дублирования.
  3. Адреса в больших сетях должны быть иерархическими для удобства и скорости доставки информации.
  4. Адресация должна быть удобной как для пользования так и для администрирования.
  5. Адрес должен быть компактным, чтобы не перегружать память коммуникативного оборудования.

Эти требования трудно совместить в одной схеме, поэтому на практике часто используют одновременно несколько схем адресации и компьютер может иметь несколько адресов-имен.

Каждая из этих адресов используется, когда она в данном случае является более удобной. Существуют вспомогательные протоколы, которые по адресу одного типа могут определить адреса других типов.

Классификация сетевой адресации:

  • Уникальный адрес. Используется для идентификации отдельных узлов.
  • Групповой адрес. Идентифицирует сразу несколько узлов. Данные, которые направлены на групповой адрес, доставляются к каждому узлу группы.
  • Широковещательный адрес. Данные по широковещательным адресам направляются ко всем узлам сети.
  • Адрес произвольной рассылки. Используется в новом протоколе IPv6. Он задает группу адресов, данные доставляются не до всех узлов, а только к заданным.

Распространенные схемы адресации:

Аппаратные адреса. Как правило, это адрес, что прописана в сетевых адаптерах компьютеров и сетевого оборудования. Это так называемый МАС-адрес, который имеет формат в 6 байтов и обозначается двоичным или шестнадцатеричном кодом, например 11A0173BFD01.

МАС-адреса не нужно назначать, потому что они либо уже являются встроенными в устройство на стадии производства или автоматически генерируются при каждом запуске оборудования. В МАС-адресации отсутствует любая иерархия и при изменении оборудования (например, сетевого адаптера) меняется и адрес компьютера, или при наличии нескольких сетевых адаптеров, компьютер имеет несколько МАС-адресов.

Числовые адреса, IP-адреса. Это уникальный числовой адрес, однозначно идентифицирующий узел, группу узлов или целую сеть. IP-адрес имеет длину 4 байта (4×8 = 32 бита). Для удобства IP-адрес записывается в виде 4 чисел (октетов), разделенных точками 192.168.1.15. Мы рассмотрим IP адресацию подробнее при изучении сети интернет.

Какие ресурсы относятся к глобальной сети?

Каждый компьютер имеет аппаратные, программные и информационные ресурсы. Аналогичные по типу ресурсы есть в каждой компьютерной сети, в том числе и Интернет.

Аппаратные ресурсы глобальной сети — это подключенные к Интернету компьютеры, каналы передачи данных и сетевое оборудование.

Все аппаратные компоненты Интернета могут действовать в единой глобальной сети как на постоянной, так и на временной основе. Физический выход из строя или временное отключение отдельных участков Интернета, неработоспособность отдельных компьютеров, принадлежащих к глобальной сети, никак не влияют на возможность функционирования самой сети в целом.

Подсоединив свой компьютер к Интернету, пользователь использует аппаратные ресурсы того компьютера, который обеспечивает это подключение. Он выделяет для решения задач пользователя часть мощности своего процессора, часть оперативной памяти и во многих случаях — часть своего пространства на жестких дисках или накопителях другого типа.

Программные ресурсы Интернета составляют программы, с помощью которых обеспечивается функционирование сети.

Работу пользователя глобальной сети обслуживают тысячи программ, работающих на серверах и рабочих станциях. Все эти программы кому-то принадлежат по праву собственности (их производителям) и по праву на использование (тем, у кого они установлены). Без таких программ использовать различные ресурсы Интернета невозможно. Одни программы устанавливаются у пользователя на рабочей станции, которая подсоединяется к Интернету, другие программы устанавливаются на узловых компьютерах-серверах, обеспечивающих определенные услуги в глобальной сети.

Информационные ресурсы Интернета составляют документы, которые хранятся на серверах глобальной сети. Эти ресурсы могут быть открытыми или закрытыми. Большая часть информационных ресурсов Интернета — открытые ресурсы: тексты, изображения, звуковые и видеозаписи и т.п., которыми можно пользоваться свободно. Однако по закону об авторском праве, чтобы получить доступ к закрытым информационным ресурсам, пользователю необходимо объявить свои права: как правило, для этого нужно вести свое регистрационное имя (login) и пароль (password). Права доступа можно либо приобрести (оплатить), например, при обращении к коммерческим ресурсам, или получить от администрации, например, для сотрудников предприятия, учреждения, ведомства, учебного заведения. (См также статью Информатика и информационное общество)

Как формируются адреса ресурсов Интернета?

Каждый ресурс Интернета (аппаратный, программный, информационный) имеет свой адрес.

Для того чтобы в сети можно было обмениваться данными, каждый компьютер получает уникальный адрес, который называется IP-адресом (от англ. Internet Protocol address). По международному стандарту, любой IP-адрес компьютера состоит из четырех частей, разделенных точками:

***.***.***.*** где *** — число диапазона от 0 до 255.

Такой адрес содержит номер сети и номер компьютера пользователя в ней.

Итак, чтобы обратиться к определенному компьютеру в сети, следует указать его IP-адрес.

Такая система адресации удобна для компьютеров, но неудобна для человека. В сети Интернет используется также более наглядный способ — доменный способ адресации, когда все пространство адресов абонентов (пользователей Интернета) делится на области, которые называются доменами. Этот способ базируется на доменных именах серверов, сокращенно DNS (от англ. Domain Name Server), состоящие из сокращений слов, записанных латинскими символами. Так же как IP-адрес, доменное имя однозначно определяет положение сервера в сети. При обращении к компьютеру его доменным именем оно будет автоматически преобразовано в соответствующую ему IP-адрес. Например, российская поисковая система Яндекс имеет IP-адрес 5.255.255.70, которому соответствует доменное имя yandex.ru.

Доменное имя строится по иерархическому принципу, аналогично структуре имен папок файловой структуры. Идентификаторы (имена) доменов позволяют определить, какой организации принадлежит адрес и в какой стране эта организация расположена.

Имена для доменов верхнего уровня выдает информационный центр Интернета (InterNIC), остальные имен фиксируют те организации, которым такие права делегированы. Идентификаторы доменов верхнего уровня являются стандартными, в доменном имени они записываются справа. Они позволяют определить тип организации, которой принадлежит ресурс, или страну, в которой эта организация расположена.

По направлению деятельности (для США — домены верхнего уровня)

идентификаторы доменов тип организации
.com

.edu

.gov

.mil

.net

.org

.int

коммерческая

образовательная

правительственная

военная

организация, работающая с сетью

некоммерческая

международная

Географические — по странам

идентификаторы доменов страна
.ru

.pl

.uk

.de

Россия

Польша

Великобритания

Германия

Города, организации, учреждения и отдельные лица регистрируют доменные имена второго уровня внутри доменов верхнего уровня. Например .msk.ru и .spb.ru — доменные имена Москвы и Санкт-Петербурга, .gov.ru — домен органов государственной власти Российской федерации.

Условно можно считать, что доменное имя компьютера имеет следующую структуру: имя компьютера.организация.регион.страна

Информационные ресурсы, хранящиеся на серверах, также имеют адрес, который может содержать название протокола для доступа к информационному ресурсу, тип ресурса, адрес сервера, на котором он хранится, название папки и имя файла соответствующего документа и тому подобное. Такие сведения называются URL-адресом (от англ. Uniform Resource Locator — унифицированный локатор ресурса), которую часто называют адресом ресурса или просто адресом.

К примеру, рассмотрим полный адрес (URL) статьи на нашем сайте: «https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/nauka-i-tehnika/klassifikatsiya-kompyuterov.html», здесь мы видим протокол ресурса: https, тип ресурса: www, адрес сервера: polnaja-jenciklopedija.ru, название папки: nauka-i-tehnika, имя файла документа: klassifikatsiya-kompyuterov.html.

Как подключиться к Интернету?

Для подключения компьютера к сети Интернет необходимо иметь коммуникационное оборудование (это может быть модем, кабельный модем, адаптер, устройство обслуживания канала и данных для выделенных линий и т.п.), канал связи и специальные коммуникационные программы. Также следует выбрать организацию, которая обслуживает пользователей, обеспечивает их определенным набором услуг, необходимых для использования ресурсов Интернет. Такие организации называют провайдерами.

Интернет-провайдер, или провайдер — организация, которая предоставляет услуги доступа в Интернет и другие связанные с Интернетом услуги. К услугам, которые предоставляет интернет-провайдер, могут относиться:

  • доступ в Интернет по коммутируемым и выделенным каналам;
  • беспроводной доступ в Интернет
  • выделение дискового пространства для хранения и обеспечения работы сайтов (хостинг)
  • поддержка работы почтовых ящиков или виртуального почтового сервера;
  • размещение оборудования клиента на «территории» провайдера;
  • аренда выделенных и виртуальных серверов;
  • резервирования данных и тому подобное.

Все провайдеры Интернета предоставляют почти одинаковый комплект услуг, однако может отличаться качество соединения, скорость передачи данных в зависимости от технологии связи и т.п., поэтому цены на услуги провайдеров разные. Выбор конкретного провайдера — это задача, в котором следует учитывать влияние многих факторов, в частности:

  • пропускную способность канала, с помощью которого провайдер подключается к глобальной сети, и уровень загрузки этого канала;
  • цену подключения, ежемесячную абонентскую плату. Этот показатель может отличаться в разных провайдеров в 1,5-2 раза, но цена в основном зависит от качества связи;
  • качество каналов, обслуживающих провайдера.

В зависимости от желаний и финансовых возможностей пользователь выбирает один из способов доступа к Интернету:

  • постоянное соединение через выделенный канал связи;
  • подключение к телефонной линии;
  • доступ с помощью сетей кабельного телевидения;
  • доступ средствами беспроводных каналов связи.

Высокую скорость передачи данных в глобальных сетях в основном обеспечивают оптоволоконные каналы связи, также применяются технологии DSL, соединение с помощью сетей кабельного телевидения, Wi-Fi, WiMAX, спутниковая связь и др. Все это позволяет в реальном времени передавать аудио- и видеофайлы и пользоваться интерактивными программами для коммуникации.

Выделенные линии обеспечивают круглосуточное подключение компьютера к сети. Преимущественно прокладываются специальные мощные линии, позволяющие быстро и качественно передавать данные в цифровом формате; это могут быть оптоволоконные линии или витая пара. Этот способ гарантирует надежную связь и постоянную пропускную способность. Иногда в местах, где нет возможности проложить такие линии, используют обычные телефонные линии.

Услуги DSL предлагаются телефонными станциями дополнительно к обычной телефонной связи. Варианты DSL различаются скоростью входящего и исходящего потоков данных, а также максимальным расстоянием, на которую возможно передачи сигнала (например, не далее чем 5300 м от телефонной станции для АDSL). Каждый пользователь может выбрать нужный вариант, исходя из требуемых характеристик доступа и стоимости услуг.

Компании кабельного телевидения также предоставляют услуги подключения к Интернету теми же каналами, по которым передаются телевизионные сигналы. Для такой связи нужен кабельный модем, подключенный к сети постоянно.

Кабельная технология предусматривает одностороннее (только от телевизионной компании к пользователю) или двустороннюю передачу данных с пропускной способностью до 1 Гбит/с. Преимуществом такого соединения является достаточно низкая цена.

Беспроводные средства коммуникации по сравнению с кабельными основном имеют более низкую скорость передачи данных, однако в некоторых ситуациях у них есть преимущества. В частности, если установить постоянное соединение по кабелям невозможно, а также если пользователь путешествует или находится в командировке в другом месте или стране.

DSL — от англ. Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия.
WiMAX — стандарт беспроводной связи, обеспечивает широкополосную связь на значительные расстояния со скоростью, сравнимой с кабельным соединением.
Wi-Fi — от англ. Wireless Fidelity — беспроводная надежность.

Совокупное название беспроводных технологий для доступа в Интернет с мобильных устройств — мобильный Интернет. Однако его могут использовать как мобильные устройства, так и стационарные.

Сейчас развивается уже четвертое поколение мобильной связи 4G (от англ. Fourth generation — четвертое поколение) и разрабатывается и тестируется технология 5G, которую планируют внедрять около 2020 года. 3G и 4G — это мобильные технологии беспроводной связи, к которым относятся не только радиосвязь, но и высокоскоростной доступ в Интернет с каналом передачи данных. Каждое поколение связи имеет свои технологии, требующие нового оборудования, обслуживания, а часто и наличии свободных частот. Все эти требования увеличивают время между разработкой и внедрением сети примерно на 10 лет. Так, сети 3g начали разрабатывать еще в 1990-х, а внедрены в некоторых странах они были только в 2000-х годах; 4g разрабатывают с 2000-х, а их внедрение началось только с 2010 года, в России их внедрение продолжается до сих пор.

Согласно спецификации Международного союза электросвязи сети ЗG должны иметь следующие параметры:

  • минимальная скорость передачи данных 2 Мбит / с для стационарных объектов и пользователей, которые перемещаются с низкой скоростью;
  • минимальная скорость передачи данных 348 Кбит / с для пользователей, которые перемещаются с высокой скоростью.

Сети четвертого поколения 4G должны иметь следующие параметры:

  • протоколы пакетной передачи данных
  • минимальная скорость передачи данных 1 Гбит / с для стационарных объектов и пользователей, которые перемещаются с низкой скоростью;
  • минимальная скорость передачи данных 100 Мбит / с для пользователей, которые перемещаются с высокой скоростью.

Современным стандартом беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных устройств, который внедряется в различных странах мира, является LTE (от англ. Long Term Evolution — долгосрочное развитие), маркетинговое название — 4G LTE. Скорость загрузки по стандарту LTE в теории достигает 326,4 Мбит/с.

Одной из современных технологий беспроводной связи является Wi-Fi, что обеспечивает передачу цифровых данных по радиоканалам. Для этого в определенной зоне устанавливают точки доступа, которые соединяют кабельную и беспроводную сети. Технология обеспечивает гарантированную связь с точкой доступа на расстоянии 50-200 м и может одновременно поддерживать несколько десятков активных пользователей. Скорость передачи данных при таком соединении достигает 300 Мбит/с и выше.

В 2016 космическая корпорация Илона Маска SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию связи СЕЛА о запуске на орбиту 4425 спутников для раздачи высокоскоростного интернета. Сейчас на орбите Земли находится около 1400 активных спутников и еще 2600 неактивных. Таким образом, SpaceX планирует запустить больше спутников, чем сейчас имеется на орбите. Ожидается, что после создания полной орбитальной группировки каждый человек на Земле сможет пользоваться беспроводным спутниковым Интернетом на скорости до 1 Гбит/с. Проект оценивается в 10 млрд долларов.

Спутниковая связь — это один из видов радиосвязи, использующая искусственные спутники Земли как ретрансляторы, то есть они принимают сигналы с Земли, восстанавливают и усиливают их, и снова пересылают на Землю.

Спутниковый доступ в Интернет

Итоги

Из этой статьи вы  узнали, что компьютерная сеть — это совокупность компьютеров, которые могут оказывать друг другу доступ к своим аппаратным (дискам, принтерам, сканерам и т.п.) и программным (программы, данные и т.п.) ресурсам. Компьютеры в сети отличаются функциями, которые на него возложены. Например, компьютер, который предоставляет ресурсы для общего пользования, называют сервером, компьютер, который эти ресурсы использует, называют рабочей станцией, компьютер, который связывает локальные сети между собой и с глобальными сетями, называют шлюзом и т.п..

Наибольшей глобальной компьютерной сетью является Интернет. Она предоставляет пользователям всего мира возможности общения, поиска и просмотра информационных материалов на своих ресурсах. Вам стало известно, как осуществлять простой поиск в Интернете по ключевым словам с использованием поисковых систем, как хранить и обрабатывать найденные сведения.

Практическая работа № 1 Технология работы с локальной и глобальной сетью.

Цель работы: изучить особенности устройства и функционирования локальных и глобальных вычислительных сетей, получить навыки практического применения возможностей локальной сети и сетевых служб глобальной вычислительной сети Интернет.

Оборудование: учебный персональный компьютер, компьютерная сеть.

Программное обеспечение: операционная система, презентация.

Теоретические основы

Сеть представляет собой совокупность компьютеров, объединенных средствами передачи данных. Средства передачи данных в общем случае могут состоять из следующих элементов: связных компьютеров, каналов связи (спутниковых, телефонных, цифровых, волоконно-оптических, радио- и других), коммутирующей аппаратуры, ретрансляторов, различного рода преобразователей сигналов и других элементов и устройств.

Архитектура сети ЭВМ определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.

Современные сети можно классифицировать по различным признакам: по удаленности компьютеров, топологии, назначению, перечню предоставляемых услуг, принципам управления (централизованные и децентрализованные), методам коммутации (без коммутации, телефонная коммутация, коммутация цепей, сообщений, пакетов и дейтаграмм и т. д.), видам среды передачи и т. д.

Сети условно разделяют на локальные и глобальные в зависимости от удаленности компьютеров.

Произвольная глобальная сеть может включать другие глобальные сети, локальные сети, а также отдельно подключаемые к ней компьютеры (удаленные компьютеры) или отдельно подключаемые устройства ввода-вывода. Глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве устройств ввода-вывода могут использоваться, например, печатающие и копирующие устройства, кассовые и банковские аппараты, дисплеи (терминалы) и факсы. Перечисленные элементы сети могут быть удалены друг от друга на значительное расстояние.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, такие, как принтеры, плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства. В локальных вычислительных сетях компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи со скоростью обмена от 1 до 10 и более Мбит/с (не исключается случаи соединения компьютеров и с помощью низкоскоростных телефонных линий). ЛВС обычно развертываются в рамках некоторой организации (корпорации, учреждения). Поэтому их иногда называют корпоративными системами или сетями. Компьютеры при этом, как правило, находятся в пределах одного помещения, здания или соседних зданий.

Функции программного обеспечения компьютера, установленного в сети, условно можно разделить на две группы: управление ресурсами самого компьютера (в том числе и в интересах решения задач для других компьютеров) и управление обменом с другими компьютерами (сетевые функции).

Собственными ресурсами компьютера традиционно управляет ОС. Функции сетевого управления реализует сетевое ПО, которое может быть выполнено как в виде отдельных пакетов сетевых программ, так и в виде сетевой ОС.

Аппаратные средства ЛВС

Основными аппаратными компонентами ЛВС являются:

1. Рабочие станции (PC) – это, как правило, персональные ЭВМ, которые являются рабочими местами пользователей сети.

Требования, предъявляемые к составу PC, определяются характеристиками решаемых в сети задач, принципами организации вычислительного процесса, используемой ОС и некоторыми другими факторами. Иногда в PC, непосредственно подключенной к сетевому кабелю, могут отсутствовать накопители на магнитных дисках. Такие PC называют бездисковыми рабочими станциями. Однако в этом случае для загрузки в PC операционной системы с файл-сервера нужно иметь в сетевом адаптере этой станции микросхему дистанционной загрузки. Последняя поставляется отдельно, намного дешевле накопителей и используется как расширение базовой системы ввода-вывода BIOS. В микросхеме записана программа загрузки ОС в оперативную память PC. Основным преимуществом бездисковых PC является низкая стоимость, а также высокая защищенность от несанкционированного проникновения в систему пользователей и компьютерных вирусов. Недостаток бездисковой PC заключается в невозможности работать в автономном режиме (без подключения к серверу), а также иметь свои собственные архивы данных и программ.

2. Серверы в ЛВС выполняют функции распределения сетевых ресурсов. Обычно его функции возлагают на достаточно мощный ПК, мини-ЭВМ, большую ЭВМ или специальную ЭВМ-сервер. В одной сети может быть один или несколько серверов. Каждый из серверов может быть отдельным или совмещенным с PC. В последнем случае не все, а только часть ресурсов сервера оказывается общедоступной.

При наличии в ЛВС нескольких серверов каждый из них управляет работой подключенных к нему PC. Совокупность компьютеров сервера и относящихся к нему PC часто называют доменом. Иногда в одном домене находится несколько серверов. Обычно один из них является главным, а другие – выполняют роль резерва (на случай отказа главного сервера) или логического расширения основного сервера.

3. Линии передачи данных соединяют PC и серверы в районе размещения сети друг с другом. В качестве линий передачи данных чаще всего выступают кабели. Наибольшее распространение получили кабели на витой  паре (рис. 7.1,а) и коаксиальный кабель (рис. 7.1,б). Более перспективным и прогрессивным является оптоволоконный кабель. В последнее время стали появляться беспроводные сети, средой передачи данных в которых является радиоканал. В подобных сетях компьютеры устанавливаются на небольших расстояниях друг от друга: в пределах одного или нескольких соседних помещений.

а)

б)

Рис. 7.1. Сетевые кабели: а – кабель на основе скрученных пар (витая пара); 
б – коаксиальный кабель

4. Сетевые адаптеры (интерфейсные платы) используются для подключения компьютеров к кабелю (рис. 7.2). Функцией сетевого адаптера является передача и прием сетевых сигналов из кабеля. Адаптер воспринимает команды и данные от сетевой операционной системы (ОС), преобразует эту информацию в один из стандартных форматов и передает ее в сеть через подключенный к адаптеру кабель.

Рис. 7.2. Сетевой адаптер

Используемые сетевые адаптеры имеют три основные характеристики: тип шины компьютера, к которому они подключаются (ISA, EISA, Micro Channel и пр.), разрядность (8, 16, 32, 64) и топология образуемой сети (Ethernet, Arcnet, Token-Ring).

К дополнительному оборудованию ЛВС относят источники бесперебойного питания, модемы, трансиверы, репитеры, а также различные разъемы (коннекторы, терминаторы).

Источники бесперебойного питания (ИБП) служат для повышения устойчивости работы сети и обеспечения сохранности данных на сервере. При сбоях по питанию ИБП, подключаемый к серверу через специальный адаптер, выдает сигнал серверу, обеспечивая в течение некоторого времени стабильное напряжение. По этому сигналу сервер выполняет процедуру завершения своей работы, которая исключает потерю данных. Основным критерием выбора ИБП является мощность, которая должна быть не меньше мощности, потребляемой подключаемым к ИБП сервером.

Трансивер – это устройство подключения PC к толстому коаксиальному кабелю. Репитер предназначен для соединения сегментов сетей. Коннекторы (соединители) необходимы для соединения сетевых адаптеров компьютеров с тонким кабелем, а также для соединения кабелей друг с другом. Терминаторы служат для подключения к открытым кабелям сети, а также для заземления (так называемые терминаторы с заземлением).

Модем используется в качестве устройства подключения ЛВС или отдельного компьютера к глобальной сети через телефонную связь.

Топология ЛВС

Топология – это конфигурация соединения элементов в сеть.  Топология во многом определяет такие важнейшие характеристики сети, как ее надежность, производительность, стоимость, защищенность и т.д.

Одним из подходов к классификации топологий ЛВС является выделение двух основных классов топологий: широковещательных и последовательных.

В широковещательных конфигурациях каждый персональный компьютер передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными компьютерами. К таким конфигурациям относятся топологии «общая шина», «дерево», «звезда с пассивным центром». Сеть типа «звезда с пассивным центром» можно рассматривать как разновидность «дерева», имеющего корень с ответвлением к каждому подключенному устройству.

В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному персональному компьютеру. Примерами последовательных конфигураций являются: произвольная (произвольное соединение компьютеров), иерархическая, «кольцо», «цепочка», «звезда с интеллектуальным центром», «снежинка» и др.

Коротко рассмотрим три наиболее широко распространенные (базовые) топологии ЛВС: «звезда», «общая шина» и «кольцо».

В случае топологии «звезда» каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к центральному узлу (рис. 7.3). Центральным узлом служит пассивный соединитель или активный повторитель.

Рис. 7.3. Топология «звезда»

Недостатком такой топологии является низкая надежность, так как выход из строя центрального узла приводит к остановке всей сети, а также обычно большая протяженность кабелей (это зависит от реального размещения компьютеров). Иногда для повышения надежности в центральном узле ставят специальное реле, позволяющее отключать вышедшие из строя кабельные лучи.

Топология «общая шина» предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры. Информация по нему передается компьютерами поочередно (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Топология «общая шина»

Достоинством такой топологии является, как правило, меньшая протяженность кабеля, а также более высокая надежность чем у «звезды», так как выход из строя отдельной станции не нарушает работоспособности сети в целом. Недостатки состоят в том, что обрыв основного кабеля приводит к неработоспособности всей сети, а также слабая защищенность информации в системе на физическом уровне, так как сообщения, посылаемые одним компьютером другому, в принципе, могут быть приняты и на любом другом компьютере.

При кольцевой топологии данные передаются от одного компьютера другому по эстафете (рис. 7.5). Если некоторый компьютер получает данные, предназначенные не ему, он передает их дальше по кольцу. Адресат предназначенные ему данные никуда не передает.

Рис. 7.5. Кольцевая топология 

Достоинством кольцевой топологии является более высокая надежность системы при разрывах кабелей, чем в случае топологии с общей шиной, так как к каждому компьютеру есть два пути доступа. К недостаткам топологии следует отнести большую протяженность кабеля, невысокое быстродействие по сравнению со «звездой» (но соизмеримое с «общей шиной»), а также слабую защищенность информации, как и при топологии с общей шиной.

Топология реальной ЛВС может в точности повторять одну из приведенных выше или включать их комбинацию. Структура сети в общем случае определяется следующими факторами: количеством объединяемых компьютеров, требованиями по надежности и оперативности передачи информации, экономическими соображениями и т. д.

Технология «клиент-сервер»

Технология «клиент-сервер» пришла на смену централизованной схеме управления вычислительным процессом на базе средней или большой ЭВМ (мэйнфрейма).

В архитектуре клиент-сервера место терминала заняла ПЭВМ (клиентская), а мэйнфрейма – один или несколько мощных компьютеров, специально выделенных для решения общих задач обработки информации (компьютеры-серверы). Достоинством этой модели является высокая живучесть и надежность вычислительной системы, легкость масштабирования, возможность одновременной работы пользователя с несколькими приложениями, высокая оперативность обработки информации, обеспечение пользователя высококачественным интерфейсом и т. д.

Заметим, что эта весьма перспективная и далеко не исчерпавшая себя технология получила свое дальнейшее развитие. Совсем недавно стали говорить о технологии intranet, которая появилась в результате перенесения идей сети Internet в среду корпоративных систем. В отличие от технологии «клиент-сервер» эта технология ориентирована не на данные, а на информацию в ее окончательно готовом к потреблению виде. Технология Intranet объединяет в себе преимущества двух предыдущих схем. Вычислительные системы, построенные на ее основе, имеют в своем составе центральные серверы информации и распределенные компоненты представления информации конечному пользователю (программы-навигаторы, или броузеры). Детальное рассмотрение этой технологии выходит за рамки настоящего пособия.

При взаимодействии любых двух объектов в сети всегда можно выделить сторону, предоставляющую некоторый ресурс (сервис, услугу), и сторону, потребляющую этот ресурс. Потребителя ресурса традиционно называют клиентом, а поставщика – сервером.

В качестве ресурса можно рассматривать аппаратный компонент (диск, принтер, модем, сканер и т. д.), программу, файл, сообщение, информацию или даже ЭВМ в целом. Отсюда происхождение множества терминов: файл-сервер или диск-сервер, принт-сервер или сервер печати, сервер сообщений, SQL-сервер (программа обработки запросов к базе данных, сформулированных на языке SQL), компьютер-сервер и т. д. Очевидно, все эти серверы имеют соответствующих клиентов.

С точки зрения программного обеспечения, технология «клиент-сервер» подразумевает наличие программ-клиентов и программ-серверов. Клиентскими программами обычно являются такие программы, как текстовые и табличные процессоры. В роли серверных программ чаще всего выступают системы управления базами данных. Примером типичной пары программ вида «клиент-сервер» можно считать программу текстового процессора, обрабатывающую документ, в котором содержится таблица с информацией из базы данных.

Некоторая программа, выполняемая в сети, по отношению к одним программам может выступать в роли клиента и в то же время являться сервером для других программ. Более того, за некоторый интервал времени роли клиента и сервера между одними и теми же программами могут меняться.

Разновидностью более сложных клиент-серверных моделей является трехзвенная модель «сервера приложений»AS-модель (Application Server). Эта модель описывает процесс функционирования сетей, использующих базы данных. Согласно as-модели, каждая их трех основных функций (управление данными, прикладная обработка и представление информации конечному пользователю) реализуется на отдельном компьютере.

Рис. 7.5. Схема, иллюстрирующая движение пакетов с данными в сети Интернет

Задание

Поработать со средствами обзора сетевых ресурсов. Оценить скорость работы локальных и глобальных сетей ЭВМ. Скачать сетевой контент, для нужд личного пользования.

Порядок выполнения работы

  • Работа с Сетевым окружением:

  • Открыть программу «Проводник», нажав Пуск – Программы – Стандартные – Проводник»;

  • В программе «Проводник» открыть список доступных по сети компьютеров рабочей группы «СREATIVE» для этого проследовать в «Проводнике» по пути «Рабочий столСетевое окружениеВся сетьMicrosoft Windows Network»;

  • Сделать скриншот изображения окна «Проводника» со списком доступных по сети компьютеров рабочей группы «CREATIV», нажав на клавиатуре сочетание клавиш «Alt+Print Screen». Сохранить скриншот для отчета;

2. Организация сетевого доступа к ресурсу:

  • Через контекстное меню открыть окно свойств папки «Приёмник»;

  • Открыть общий доступ к папке на вкладке «Доступ» поставив переключатель в положение «Открыть общий доступ к этой папке». Если вкладка «Доступ» отсутствует, перейти к выполнению четвертого пункта лабораторной работы;

  • В этой же вкладке, нажав кнопку «Разрешения», в окне «Разрешения для Приёмник» создать пользователя «Все» и установить для него разрешение только на чтение, как показано на рисунке ниже:

  • Нажав «ОК», вернуться в окно свойств папки и на вкладке «Безопасность» создать пользователя «Все», назначить ему разрешения, показанные на рисунке ниже и нажать «ОК»;

  • Общий доступ к папке «Приёмник» организован. Обратить внимание, как изменился значок папки «Приёмник»;

  • В «Сетевом окружении», открыв компьютер с именем вашего компьютера (имя вашего компьютера можно посмотреть на вкладке «Имя компьютера» окна свойств «Моего компьютера»), убедиться что папка «Приёмник» видна для общего доступа;

3. Поиск в Интернете информации по ключевым словам. Найти информацию по топологию сети.

Содержание отчета

  • Титульный лист, оформленный согласно применяемому ранее шаблону;

  • Цель лабораторной работы;

  • Ход работы, содержащий следующие результаты выполнения:

  • Изображение окна «Сетевое окружение» со списком доступных по сети компьютеров;

  • Выводы.

Контрольные вопросы

  • Что такое компьютерная сеть? Какие виды компьютерных сетей Вы знаете?

  • Каковы преимущества объединения компьютеров в сеть?

  • Что является основными аппаратными компонентами ЛВС?

  • Каковы функции сервера?

  • Что такое домен?

  • Какие существуют виды кабелей для объединения компьютеров в сеть?

  • Что такое коннектор?

  • Для чего служит модем?

  • Для чего служит сетевой адаптер?

  • Какие топологии ЛВС Вы знаете, чем они характеризуются?

  • Какие существуют принципы управления в локальных сетях?

Like this post? Please share to your friends:
  • К внутренним источникам финансирования бизнеса относится сдача в аренду неиспользуемых активов фирмы
  • К внутренним источникам финансирования бизнеса относятся средства которые поступают от сторонних лиц
  • К игорному бизнесу относится предпринимательская деятельность связанная с извлечением доходов в виде
  • К какой ответственности может быть привлечен работник за нарушение правил иб принятых в компании сдо
  • К какому виду бизнеса относятся перечисленные виды деятельности перевозка грузов предоставление кред