Аппаратное, программное и сервисное обеспечение

Компьютеры, объединенные в сеть, обладают значительно более широкими возможностями, чем компьютеры, работающие по отдельности.

Коммуникационное и сетевое оборудование - это периферийные устройства, которые осуществляют преобразование сигналов, используемых в компьютере, в сигналы, предаваемые по линиям, и наоборот.

Такими устройствами являются модемы и сетевые адаптеры. Модемы применяются при использовании телефонных линий связи, сетевые адаптеры - при использовании других линий связи. Линия связи - это оборудование, с помощью которого осуществляется соединение компьютеров в сеть. Линии связи, использующие для передачи сигналов кабели, называются проводными, остальные - беспроводные.

При соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть.

2. Цель и задача сетей

Цель создания сетей - совместное использование информации, обработка данных, использование программного и аппаратного оборудования.

Для создания сетей необходимо специальное аппаратное оборудование - сетевое и специальное программное обеспечение - сетевые программные средства.

Основная задача при создании сетей - обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Этим занимается Международный институт стандартизации (ISO - International Standards Organization). На основе его технических предложений создана Модель взаимодействия открытых систем (OSI - Model of Open System Interconnection). Согласно модели архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на нескольких уровнях (до 7). Самый верхний уровень - прикладной - уровень взаимодействия пользователя с системой. Самый нижний - физический - уровень обмена сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютере клиента.

На каждом уровне действуют специальные стандарты - протоколы (наборы правил). Аппаратные протоколы - определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети. Программные протоколы - определяют характер взаимодействия программ и данных. Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства - интерфейсы, и программные средства - программы поддержки протоколов (протоколы).

В соответствии с используемыми протоколами и по территориальному признаку сети принято разделять на локальные и глобальные.

3. Локальная сеть

Первые локальные сети появились в начале 80-х годов в американских школах для использования компьютеров в процессе обучения. Часто локальные сети используются в системах управления базами данных, когда необходим быстрый доступ нескольких компьютеров к одной базе данных. Например, в системах продажи авто-, авиа-, железнодорожных билетов и т.п.

Локальная сеть объединяет компьютеры, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, и представляет собой замкнутую систему. Локальные сети - компактны. Компьютеры локальной сети преимущество используют единый комплект протоколов для всех участников. Чаще объединяют компьютеры одного этажа, здания, группы рядом расположенных сооружений.

Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными называется прямым соединением. При прямом соединении два компьютера подключаются через стандартные порты ввода/ вывода и не требуют специального аппаратного и программного обеспечения.

Обычно все устройства, подключенные к сети, имеют сетевые интерфейсные платы, через которые соединяются посредством различных кабелей или беспроводных (инфракрасных или радиочастотных) линий связи.

Функционально, устройства в сети можно разделить на два типа: серверы и рабочие станции.

Компьютер, предоставляющий свои ресурсы для совместного использования, называется сервером. Компьютеры, пользующиеся ресурсами сети, называют рабочими станциями.

Как правило, сервер более мощный по сравнению с рабочей станцией компьютер.

В сеть могут быть собраны не только компьютеры, но и другие устройства. Любое устройство, работающее в сети и имеющее сетевую плату, называется узлом.

На сервере работает сетевая операционная система, а на рабочих станциях - программы-клиенты.

Сети, в которых нет выделенного сервера, а все компьютеры обладают одинаковыми правами, называются одноранговыми.

Сотрудники, работающие в рамках одной локальной сети - рабочие группы. Таких групп может быть несколько. У участников групп могут быть разные права доступа к ресурсам сети. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников сети называют политикой сети. Управление сетевыми политиками - администрированием сети лицо, управляющее организацией работы участников сети, называют системным администратором.

Локальные сети могут быть объединены друг с другом. Для этого требуется дополнительное аппаратно-программное обеспечение.

Для связи нескольких локальных сетей работающих по разным протоколам, служат специальные средства, называемые шлюзами. Шлюзы могут быть как аппаратные (шлюзный сервер) так и программные.

При подключении локальной сети к глобальной, возникает проблема сетевой безопасности, т.е. должен быть ограничен доступ извне к ресурсам локальной сети, а также, выход сотрудников локальной сети, не имеющих соответствующих прав, за пределы сети. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливаются брандмауэры - специальные компьютеры или программы.

4. Сетевые службы

архивирование антивирусный операционный файловый

Рассмотрим простой пример взаимодействия двух корреспондентов с помощью обычной почты. Если они регулярно отправляют друг другу письма и, соответственно, получают их, то они могут полагать, что между ними существует соединение на пользовательском (прикладном уровне). Однако это не совсем так. Такое соединение можно назвать виртуальным. Оно было бы физическим, если бы каждый из корреспондентов лично относил другому письмо и вручал в собственные руки. В реальной жизни он бросает его в почтовый ящик и ждет ответа.

Сбором писем из общественных почтовых ящиков и доставкой корреспонденции в личные почтовые ящики занимаются местные почтовые службы. Это другой уровень модели связи, лежащий ниже. Для того, чтобы письмо достигло адресата в другом городе, должна существовать связь между нашей местной почтовой службой и его местной почтовой службой. Никакой физической связью эти службы не обладают - поступившую почтовую корреспонденцию они только сортируют и передают на уровень федеральной почтовой службы.

Федеральная почтовая служба в своей работе опирается на службы очередного уровня, например на почтово-багажную службу железнодорожного ведомства. На этом уровне можно рассмотреть признаки физического соединения, например железнодорожный путь, связывающий два города.

Тема: Понятие глобальной сети

План

1. Основные понятия глобальной сети

2. Назначение топологии

3. Топология «Общая шина»

4. Топология «Кольцо»

5. Топология «Звезда»

1. Глобальная сеть - это соединение локальных сетей и отдельных компьютеров, находящихся на больших расстояниях друг от друга.

В таких сетях имеются дополнительные устройства для обработки больших объемов информации и пересылки ее на большие расстояния. Прежде всего, это серверы глобальных сетей, представляющие собой очень мощные компьютеры. Из-за больших расстояний между компьютерами использование простых линий связи в глобальных сетях невозможно. Современные глобальные сети используют самую развитую в мире связь - телефонную. Однако связь между серверами глобальной сети осуществляется не по обычным телефонным линиям, а по выделенным линиям либо по специальным каналам связи. В глобальных сетях все чаще используются системы спутниковой связи, что значительно расширяет их масштабы и возможности.

Самой большой в мире глобальной сетью является сеть Internet.

2. Назначение топологии

Топология (конфигурация) - это способ соединения компьютеров в сеть. Тип топологии определяет стоимость, защищенность, производительность и надежность эксплуатации рабочих станций, для которых имеет значение время обращения к файловому серверу.

Понятие топологии широко используется при создании сетей. Одним из подходов к классификации топологий ЛВС является выделение двух основных классов топологий: широковещательные и последовательные.

В широковещательных топологиях ПК передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким топологиям относятся топологии: общая шина, дерево, звезда.

В последовательных топологиях информация передается только одному ПК. Примерами таких топологий являются: произвольная (произвольное соединение ПК), кольцо, цепочка.

При выборе оптимальной топологии преследуются три основных цели:

- обеспечение альтернативной маршрутизации и максимальной надежности передачи данных;

- выбор оптимального маршрута передачи блоков данных;

- предоставление приемлемого времени ответа и нужной пропускной способности.

При выборе конкретного типа сети важно учитывать ее топологию. Основными сетевыми топологиями являются: шинная (линейная) топология, звездообразная, кольцевая и древовидная.

Например, в конфигурации сети ArcNet используется одновременно и линейная, и звездообразная топология. Сети Token Ring физически выглядят как звезда, но логически их пакеты передаются по кольцу. Передача данных в сети Ethernet происходит по линейной шине, так что все станции видят сигнал одновременно.

Существуют пять основных топологий (рис. 1):

- общая шина (Bus);

- кольцо (Ring);

- звезда (Star);

- древовидная (Tree);

- ячеистая (Mesh).

3. Топология «Общая шина»

Общая шина это тип сетевой топологии, в которой рабочие станции расположены вдоль одного участка кабеля, называемого сегментом.

Рис. 2 Топология Общая шина

Топология Общая шина (рис. 2) предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. В случае топологии Общая шина кабель используется всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь адресной информацией. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправности в сети затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети. Шинная топология - это наиболее простая и наиболее распространенная топология сети.

Примерами использования топологии общая шина является сеть 10Base-5 (соединение ПК толстым коаксиальным кабелем) и 10Base-2 (соединение ПК тонким коаксиальным кабелем).

4. Топология «Кольцо»

Кольцо - это топология ЛВС, в которой каждая станция соединена с двумя другими станциями, образуя кольцо (рис. 3). Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные, передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются. Очень просто делается запрос на все станции одновременно. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них, вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, т.к. во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Топология Кольцо имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое числом рабочих станций.

Рис. 3 Топология Кольцо

Чистая кольцевая топология используется редко. Вместо этого кольцевая топология играет транспортную роль в схеме метода доступа. Кольцо описывает логический маршрут, а пакет передается от одной станции к другой, совершая в итоге полный круг. В сетях Token Ring кабельная ветвь из центрального концентратора называется MAU (Multiple Access Unit). MAU имеет внутреннее кольцо, соединяющее все подключенные к нему станции, и используется как альтернативный путь, когда оборван или отсоединен кабель одной рабочей станции. Когда кабель рабочей станции подсоединен к MAU, он просто образует расширение кольца: сигналы поступают к рабочей станции, а затем возвращаются обратно во внутреннее кольцо.

В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 32 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети.

4. Топология «Звезда»

Звезда - это топология ЛВС (рис. 4), в которой все рабочие станции присоединены к центральному узлу (например, к концентратору), который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями. Преимуществом такой топологии является возможность простого исключения неисправного узла. Однако, если неисправен центральный узел, вся сеть выходит из строя.

В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией Звезда, при этом получаются разветвленные конфигурации сети. В каждой точке ветвления необходимо использовать специальные соединители (распределители, повторители или устройства доступа).

Рис. 4 Топология Звезда

Примером звездообразной топологии является топология Ethernet с кабелем типа Витая пара 10BASE-T, центром Звезды обычно является Hub.

Звездообразная топология обеспечивает защиту от разрыва кабеля. Если кабель рабочей станции будет поврежден, это не приведет к выходу из строя всего сегмента сети. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения, так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент, подключенный к концентратору. Для диагностики достаточно найти разрыв кабеля, который ведет к неработающей станции. Остальная часть сети продолжает нормально работать.

Однако звездообразная топология имеет и недостатки. Во-первых, она требует много кабеля. Во-вторых, концентраторы довольно дороги. В-третьих, кабельные концентраторы при большом количестве кабеля трудно обслуживать. Однако в большинстве случаев в такой топологии используется недорогой кабель типа витая пара. В некоторых случаях можно даже использовать существующие телефонные кабели. Кроме того, для диагностики и тестирования выгодно собирать все кабельные концы в одном месте. По сравнению с концентраторами ArcNet концентраторы Ethernet и MAU Token Ring достаточно дороги. Новые подобные концентраторы включают в себя средства тестирования и диагностики, что делает их еще более дорогими.

Тема: Международная компьютерная сеть Internet

План

1. Понятие компьютерной сети Internet

2. Модель обмена данных

3. История создания Internet

4. Организация Internet

5. Службы Internet

1. Понятие компьютерной сети Internet

Интернет - международная сеть или можно сказать шире - информационное пространство. Она обеспечивает обмен между входящими в нее компьютерами независимо от их типа и используемой операционной системы. Для того, чтобы все компьютеры понимали друг друга, они должны использовать единый набор правил, определяющий способ обмена информацией. Такой набор правил называется протоколом. В настоящее время для связи в Internet используется протокол TCP/IP. Фактически TCP/IP - это два протокола: IP - межсетевой протокол; TCP - протокол управления передачей. TCP - протокол транспортного уровня, управляет тем, как происходит передача информации. Данные нарезаются на пакеты. Каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем были данные, необходимые для правильной сборки на компьютере получателя. IP - протокол адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача информации. У каждого участника сети должен быть уникальный адрес (IP - адрес), состоящий из 4 байт (чисел). По этим числам, можно определить к какому из ближайших соседей надо переслать пакет, чтобы он оказался «ближе» к получателю. Решением этих вопросов занимаются специальные средства - маршрутизаторы - специализированные компьютеры или программы, работающие на узловых серверах. Протокол IP - это наиболее ранний вариант, разработанный для пересылки данных, организованных в пакеты, между сетями. Система пакетной передачи информации или как ее называют система коммутации пакетов. Ее суть состоит в том, что сообщения, пересылаемые по сети, организуются в пакеты, куда входят не только сами сообщения, но и информация о маршруте: адреса компьютера-отправителя и компьютера-получателя. Пакеты одного сообщения могут пройти разными маршрутами, но документ будет правильно собран. Специальные компьютеры - маршрутизаторы определяют путь, по которому пакеты должны следовать от одного компьютера к другому, пользуясь таблицами и алгоритмами маршрутизации.

2. Модель обмена данных

1. Прикладной уровень - создание сообщения

2. Уровень представления - ОС фиксирует местоположение данных

3. Сеансовый уровень - пользователь взаимодействует с сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя и передают данные протоколам транспортного уровня

4. Транспортный уровень - данные преобразуются в форму, в которой положено передавать данные в используемой сети.

5. Сетевой уровень - определяется маршрут движения данных в сети.

6. Уровень соединения - модулируются сигналы на физическом уровне, в соответствии с данными, полученными с сетевого уровня

7. Реальная передача данных.

3. История создания Интернета

50-е годы - эксперименты по передаче данных с помощью компьютеров.

конец 60-х - на средства Агентства Перспективных Разработок министерства обороны США (DARPA) создана первая сеть национального масштаба ARPANET, которая связала несколько научно-исследовательских и научных центров.

1969 г. - заработала ARPANET. Прием/передача информации обеспечивалась программами, работающими на узловых компьютерах.

Начало 80 - на базе крупных узлов созданы региональные сети.

1983 г. - год рождения Internet. Днем его рождения стала дата стандартизации протокола TCP/IP.

4. Организация Internet

Система не имеет единого пункта подписки или регистрации. Каждый узел подключения пользователей к сети Internet предоставляет провайдер - поставщик услуг доступа к Сети. Провайдером может быть частное лицо или организация. Он обеспечивает подключение линий связи к сетям, имеющим выход в Internet. Качество его услуг зависит от многих факторов: от аппаратно-программного обеспечения самого провайдера, качества линий связи и т.д. и т.п.

Большинство провайдеров предоставляют следующие услуги:

- адрес электронной почты и почтовый ящик для временного хранения;

- доступ к службам сети;

- поиск и передача данных с использованием поисковых систем;

- доступ к удалённому компьютеру;

- информационная защита;

- техническая поддержка.

Система оплаты может быть повременной, фиксированной или помегабайтной.

5. Службы Internet

· Терминальный режим (устар.) Telnet

Исторически одной из ранних является служба удаленного управления компьютером Telnet. Подключившись к удалённому компьютеру по протоколу этой службы можно управлять его работой. Это означает, что пользователь получает возможность работать с удаленным компьютером, как со своим, т.е. имеет в своем распоряжении все ресурсы удаленного компьютера. Часто протоколы Telnet применяют для дистанционного управления техническими объектами, например телескопами, видеокамерами, промышленными роботами. Telnet является относительно простой службой.

· Электронная почта (E-Mail).

Электронная почта - одна из первых служб, разработанных для Internet, и одна из наиболее используемых. Ее сходство с обычной состоит в том, что и та, и другая занимаются передачей сообщений из одного пункта в другой. Основным преимуществом электронной почты является ее быстрота, возможность одно и тоже письмо послать сразу нескольким адресатам. Электронное письмо, кроме текста, может содержать графические изображения, звуковые сообщения, видеоинформацию, программы.

Её обеспечением занимаются почтовые серверы (под сервером понимается программное обеспечение). Почтовые серверы получают сообщения от клиентов и пересылают их по цепочке к почтовым серверам адресатов, где эти сообщения накапливаются. При установлении соединения между адресатом и его почтовым сервером происходит автоматизированная передача данных на компьютер адресата. Существует много клиентских почтовых программ Microsoft Outlook Express (W 98) Microsoft Outlook Microsoft Office 2000.

Из специализированных The Bat! и Eudora Pro.

· Списки рассылки (Mail List).

Это специальные тематические серверы, собирающие информацию по определённым темам и переправляющие её подписчикам в виде сообщений электронной почты.

· Служба телеконференций (Usenet).

Одно сообщение отправляется не одному корреспонденту, а большой группе. Сообщение отправляется на сервер новостей, а оттуда - на все серверы, с которым он связан. На каждом из серверов поступившее сообщение хранится ограниченное время (обычно неделю), и все желающие могут в течение этого времени с ним ознакомиться. Распространяясь во все стороны сообщения охватывают весь земной шар. Мониторинг информации - просмотр телеконференций по указанной тематике.

· Служба World Wide Web (WWW).

Самая популярная служба, которую часто отождествляют с Интернетом. WWW - это единое информационное пространство, состоящее из сотен миллионов электрических взаимосвязанных документов, хранящихся на Web-серверах. Отдельные документы называют Web-страницами. Группы объединённых Web-страниц - Web-узлами (Web-сайтами). От обычных текстовых документов Web-страницы отличаются тем, что они оформлены без привязки к конкретному носителю. Например, оформление документа, напечатанного на бумаге, привязано к параметрам печатного листа, который имеет определенную ширину, высоту и размеры полей. Электронные Web-документы предназначены для просмотра на экране компьютера, причем заранее не известно на каком. Неизвестны ни размеры экрана, ни параметры цветового и графического разрешения, неизвестна даже операционная система, с которой работает компьютер клиента.

Отличительной особенностью среды World Wide Web является наличие средств перехода от одного документа к другому, тематически с ним связанному, без явного указания адреса. Связь между документами осуществляется при помощи гипертекстовых ссылок. Гиперссылка - это выделенный фрагмент документа, с которым ассоциирован адрес другого Web-документа. При использовании гиперссылки происходит переход по гиперссылке - открытие Web-страницы, на которую указывает ссылка.

Программы для просмотра Web-страниц называют броузерами (обозреватель).

Для создания Web-страниц используется специальный язык HTML (Hyper Text Markup Language), команды этого языка называют тегами. Теги заключаются в < >. Обычно используются парами. Сложные теги имеют дополнительные атрибуты и параметры. При отображении на экране Web-документов теги не показываются. Язык HTML позволяет отображать на экране графические и другие объекты. С любым фрагментом текста или рисунком можно связать другой Web-документ, т.е. установить гиперссылку. В этом случае при щелчке левой кнопкой мыши на тексте или рисунке отправляется запрос на доставку нового документа. Гипертекстовые электронные документы, хранящиеся на серверах WWW, образуют гиперпространство. Произвольное перемещение по гиперпространству называют Web-серфингом, а целенаправленное Web-навигацией.

Гипертекстовая связь является основой пространства World Wide Web. Каждый документ обладает уникальным адресом. Адрес определяется унифицированным указателем ресурса URL.

URL.

1. Указание службы, которая осуществляет доступ к данному ресурсу.

Для WWW прикладным является протокол НТТР.

http: //…

2. Указание доменного имени компьютера, на котором хранится данный ресурс:

http: // www.abcde.com…

3. Указание полного пути доступа к файлу на данном компьютере:

http: // www.com/File/New/ab.zip.

· Служба имён доменов (DNS - Domain Name Service).

Служба DNS предназначена для преобразования символьных имен компьютеров в их цифровые адреса. Такое преобразование осуществляется при обращение к ресурсу, например, при наборе адреса в браузере. При этом, если операция разрешения была недавно выполнена, адрес будет загружен из памяти компьютера. Серверы DNS взаимодействуют между собой таким образом, чтобы обеспечить минимально возможный объем передачи данных. Сервер, отвечающий за домен устанавливает для каждого из доменов время жизни, которое определяет сколько времени другие DNS-серверы могут хранить результат запроса. IP-адрес и доменное имя - две формы записи одного и того же адреса сетевого компьютера. Доменные имена запоминаются легко, т.к. несут смысловую нагрузку.

· Служба передачи файлов (FTР-File Transfer Protocol).

Необходимость в передаче файлов возникает при приеме файлов программ, при пересылке крупных документов, а также при передаче архивных файлов, в которых запакованы большие объемы информации. Для работы может быть установлено специальное программное обеспечение, хотя в большинстве случаев браузеры WWW обладают встроенными возможностями для работы по протоколу FTР. Протокол FTР работает одновременно с двумя TCP - соединениями между сервером и клиентом. По одному соединению идет передача данных, а второе соединение используется как управляющее.

· Служба IRC (Internet Real Chat) предназначена для общения нескольких человек в режиме реального времени. Иногда службу IRC называют чат - конференциями или просто чатом. В отличие от системы телеконференций, в которой общение между участниками обсуждения темы открыто всему миру, в системе IRC общение происходит в пределах одного "канала". Одна из наиболее популярных программ - miRC.exe.

· ICQ. Эта служба предназначена для поиска IP-адреса человека, подключённого в данный момент к Интернету. Необходимость в подобной услуге связана с тем, что большинство пользователей не имеют постоянного IP - адреса. Название службы является акронимом выражения I seek you - Я тебя ищу.

Размещено на Allbest.ru