Теоретический материал по теме "Сетевые технологии"

Сетевые технологии

Цели:

1. Знакомство с основными принципами организации локальных и глобальных сетей.

2. Формирование представлений об аппаратных и программных средствах организации сетей, организации передачи данных в них.

План:

1. Организация локальных сетей

   1. Назначение локальных сетей

   2. Аппаратные средства локальных сетей

   3. Топология сетей

   4. Организация передачи данных в сетях

2. Организация глобальных сетей

2.1. История развития глобальных сетей

2.2. Аппаратные средства Интернета

2.3. Программное оснащение Интернета

2.4 Протокол TCP/ IP

2.5 Социальные сервисы

2.6 Поиск информации в Интернете

1. Организация локальных сетей

1. 1. Назначение локальных сетей

Локальная компьютерная сеть- объединение нескольких компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга (обычно в пределах одного здания) для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

Назначение.

1. Совместное и рациональное использование информационных, программных и аппаратных ресурсов. (Один принтер, распределение баз данных среди нескольких компьютеров)

2. Реализация возможности совместной работу нескольких сотрудников над одним проектом.

1. Аппаратные средства локальной сети

Аппаратура локальной сети в общем случае включает в себя:

1. Компьютеры (серверы и рабочие станции);

2. Сетевые платы;

3. Каналы связи;

4. Специальные устройства, поддерживающие функционирование сети (маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы)

Одноранговая сеть- сеть, все компьютеры в которой имеют одинаковую значимость и ни один из них не подчинен другому.

Сеть клиент-сервер- сеть, в которой выделен управляющий компьютер (сервер).

Сервер- это выделенный в сети компьютер, выполняющий функции обслуживания рабочих станций.

Есть разные виды серверов. Например: файл серверы, серверы баз данных и т.д. Например, компьютеры, выполняющие функции файл-серверов используются только для одной цели: обеспечить пользователям доступ к аппаратным и программным ресурсам сервера, а не компьютеров друг к друг, что повышает защиту персональных данных.

Каждый компьютер подключается к сети с помощью сетевой платы- адаптера. К сетевой плате подключается сетевой кабель. Если используется радиосвязь или связь на инфракрасных лучах, то кабель не требуется. В современных локальных сетях чаще всего применяются два типа сетевых кабелей: неэкранированная витая пара и волоконно-оптический кабель.

Витая пара представляет собой набор из восьми проводов, скрученных попарно таким образом, чтобы обеспечить защиту от электромагнитных помех. (Скорость передачи стони тысяч килобит в секунду)

Волоконно-оптические кабели- передают данные в виде световых импульсов по стеклянным проводам. Они обеспечивают наивысшую скорость передачи (сотни тысяч мегабит в секунду), они более надежны, т.к. не подвержены электромагнитным помехам.

Беспроводная связь- на радиоволнах может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений (до 25 км при условии прямой видимости) Используются там, где использование других видов затруднено или нецелесообразно.

Концентратор (Хаб)- устройство, объединяющее несколько (5-48) ветвей звездообразной локальной сети и передающее информационные пакеты во все ветви сети одинаково.

Коммутатор (свич)- делает то же самое, только обеспечивает передачу пакетов в заданные ветви, что более оптимизирует процесс и обеспечивает более высокую защиту информации.

Маршрутизатор (роутер)- устройство, выполняющее пересылку данных между сетями (локальными или глобальными)

1.3. Топология сетей

Топология- конфигурация, способ соединения компьютеров в сеть.

1. Шина

Используется один кабель (магистраль), вдоль которого подключены все компьютеры сети. В такой сети компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов, т.е. данные передаются всем компьютерам, а информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. В каждый момент времени только один компьютер может вести передачу. Отсюда следует, что производительность такой сети зависит от количества компьютеров в ней.

- Чем больше компьютеров, тем меньше производительность

+ При выходе из строя одного из компьютеров, остальные могут спокойно работать

На концах кабеля должны стоять терминаторы, которые должны гасить сигнал, дошедший до конца кабеля во избежание отражения.

1. Кольцо

Все компьютеры подключены к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении, и проходит через каждый компьютер, которые этот сигнал усиливают и передают следующему компьютеру. Поэтому если из строя выйдет один компьютер, прекращает функционировать вся сеть. Применяется в сетях с большим числом обращающихся.

1. Сотовая- «каждый с каждым».

1. Радиальная (Звезда)

Все компьютеры подключены к центральному компоненту (или центральному компьютеру – серверу) – концентратору. Сила от пересылающего компьютера наступает через концентратор по всем остальным.

+ Централизованное управление

- Большой расход кабеля, если концентратор выйдет из строя, то сеть прекращает работать.

1. Древовидная (Снежинка)

1.4. Организация передачи данных в сети

Необходимым условием работы единой локальной сети является использование сетевой операционной системы. (Linux, Windows и др.)

Чтобы в сети компьютеры понимали друг друга, они должны общаться на одном языке, который называется сетевым протоколом.

Сетевой протокол – это согласованный способ обмена информацией между компьютерами (порядок поступления сообщений из сети, и способы обеспечения доставки сообщений в нужное место, формат сообщений).

В последнее время все больше используются пакетные протоколы. Передаваемые данные режутся на части (чаще не более 1 килобайта) и как бы укладываются в пакеты с надписями: “откуда” и “куда”.

Станции пересылают эти пакеты до места назначения, где они опять складываются в общую информацию (пакеты могут идти разными путями).

Бывает, что 2 сети работают по разным протоколам, но между собой пересекаются. Тогда существует специальный компьютерный переводчик, который называется шлюзом.

Если объединяются 2 сети, работающие по одному протоколу, то объединяющее оборудование называется мостом.

Многие сети, подключаясь к глобальным сетям не могут упустить утечки своей информации, тогда шлюзовый компьютер выполняет защитную функцию и называется брандмауэром. Через него может проходить только информация разрешенная администрацией.

2. Организация глобальных сетей

2.1. История развития глобальных сетей

Глобальная сеть- система объединенных компьютеров, расположенных на большом расстоянии друг от друга.

В 1964 году в США была создана компьютерная система раннего оповещения о приближении ракет противника. Первой глобальной сетью невоенного назначения стала сеть ARPANET в США, введенная в действие в 1969 году. Она имела научное назначение и объединяла в себе компьютеры нескольких университетов страны.

В 80-90 ых годах ХХ века в разных странах создается множество отраслевых, региональных национальных компьютерных сетей. Их объединение в международную сеть произошло на базе межсетевой среди Интернет.

Важным годом в истории Интернета стал 1993 год, когда была создана служба World Wide Web (WWW)- Всемирная информационная сеть (Всемирная паутина). Многие люди, говоря об Интернете, подразумевают именно WWW, хотя это лишь одна из служб.

1. Аппаратные средства Интернета

Основными составляющими глобальной сети являются компьютерные узлы и каналы связи. Узел состоит из одного или нескольких мощных компьютеров, которые находятся в состоянии постоянного подключения к сети. К узлам подключаются персональные компьютеры. Абонентом при этом может быть как отдельный человек (через свой ПК), так и организация (через свою локальную сеть). В этом случае к узлу подключается сервер локальной сети.

Организация, предоставляющая услуги обмена данными с сетевой средой, называется провайдером (поставщиком) сетевых услуг. Пользователь заключает договор с провайдером на подключение к его узлу и в дальнейшем услуги оплачивает.

Каждый узловой компьютер имеет свой постоянный адрес в Интернете; он называется IP-адресом. IP-адрес состоит из 4 десятичных чисел от 0 до 255, которые записываются через точку. (193.126.7.29). Такие же адреса получают и компьютеры пользователей. IP-адрес может быть статическим, то есть не изменяющимся при переподключениях и динамическим, когда ваш провайдер при каждом новом подключении к интернету назначает вам новый адрес, из свободных на данный момент.

В Интернете так же действует доменная система адресов (DNS- Domain Name System), более понятная пользователю. Имена состоят из трех доменов, разделенными точками (dialup.mtu.ru). Эта система построена по иерархическому принципу. Первый справа домен (суффикс)- домен верхнего уровня, следующий за ним- домен второго уровня и т.д. Последний (первый слева)- имя компьютера. Домены верхнего уровня бывают географическими (ru, uk, jp, ca- по 2 буквы) или административными, чаще относятся к американской зоне Интернет, (mil- военная сеть, edu- образовательная сеть, com- коммерческая сеть, gov- правительственная сеть США- по 3 буквы).

Каждый узел Сети имеет связь с несколькими узлами. Маршруты, по которым поступает информация на узел могут быть самыми различными.

Каналы связи: телефонные линии, электрическая кабельная связь, оптоволоконная кабельная связь, радиосвязь. Основные характеристики: пропускная способность, помехоустойчивость и стоимость.

2.3. Программное оснащение Интернета.

Работа в сети поддерживается специальным ПО. ПО сервера делится на 2 вида: системное и прикладное. Базовое ПО обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/ IP – стандартный набор протоколов Интернета, т.е. оно решает проблемы рассылки и приема информации. Прикладное ПО занимается обслуживанием разнообразных информационных услуг Сети, которые называются службами Интернета (Электронная почта, телеконференция, чат, WWW). Для каждой службы существует своя сервер-программа. Узловой компьютер выполняет функцию сервера определенной службы Интернета, если на нем работает сервер-программа этой службы. На ПК пользователей сети обслуживанием информационных услуг занимаются программы- клиенты. Outlook Express- клиент службы электронная почта. Internet Explorer- клиент службы WWW (браузер).

2.4. Протокол TCP/ IP.

TCP- протокол (Transmission Control Protocol) – протокол управления передачей. Передаваемое сообщение разбивается на части (TCP-пакеты). Для доставки пакеты передаются IP-протоколу, который каждому пакету присваивает IP- адрес его доставки и некоторую служебную информацию. Когда все пакеты дойдут до адресата, согласно протоколу TCP они соберутся в одно сообщение.

1. Социальные сервисы

Социальные сервисы- это сетевые проекты, предполагающие участие в них широких слоев населения и подразумевающие коллективное творчество.

Примерами могут служить блоги, Вики и т.д.

Блог- сетевой электронный дневник.

Вики- открытые коллективные гипертексты. (Википедия (ru.wikipedia.org)- всемирная народная энциклопедия; Летопись- коллективное описание российских населенных пунктов (letopisi.ru); образовательная Вики-среда и т.д.). Свой собственный Вики можно создать на сайте pbwiki.com.

2.6 Поиск информации в Интернете

Поисковые серверы делятся на каталоги и индексы.

Каталог в Сети- это сайт с большой универсальной коллекцией ссылок на сайты и развитой системой навигации по этой коллекции. Может иметь и алфавитный указатель.

Навигационные средства включают в себя гипертекстовый тематический указатель, построенный по иерархическому принципу. (www.aport.ru, www.yahoo.com )

Каталоги предназначены для поиска сайтов по заданной теме, подтеме, а не ответы на вопросы.

В каталог можно добавить ссылку на свой сайт с помощью специальных ссылок на страниах каталога.

Рейтинг в Сети- это каталог, в котором ссылки на сайты внутри категорий сортируются по популярности сайтов. (www.rambler.ru)

Рейтинг сайтов определяется при подсчете хитов и хостов. Хит- число посещений сайта, Хост- число универсальных посещений сайта (новыми посетителями)

Чтобы на рейтинг поместить ссылку свой сайт, необходимо зарегистрироваться на нем и на своем сайте разместить счетчик посещений.

Индекс- специальный сервер, который автоматически, при помощи специальных программ (пауков) постоянно сканирует страницы Интернета и индексирует их, т.е. заносит в свою базу данных

Для размещения ссылки на сайт, разработчику необходимо больше использовать в заголовках своего сайта, да и в тексте, ключевые слова данной темы. (www.yandex.ru, www.goodle.ru, www.rambler.ru )