Локальные и глобальные компьютерные сети

Введение

В настоящее время практически все компьютеры крупных и средних фирм, организаций и учреждений соединены между собой с помощью различных средств телекоммуникаций.

Совокупность компьютеров, соединенных между собой с помощью средств телекоммуникаций, называется компьютерной сетью (КС).

Различают локальные и глобальные КС.

Локальные компьютерные сети

Локальная компьютерная сеть (ЛКС) -- это соединенная по определенным правилам совокупность близко расположенных компьютеров, предназначенных для выполнения общих задач.

Для подключения компьютера к локальной сети необходимо наличие на нем специальных программ и оборудования, которые должны удовлетворять определенным требованиям, чтобы компьютеры разных производителей могли обмениваться информацией друг с другом.

Совокупности правил и требований, которым должны удовлетворять сетевые аппаратные и программные средства компьютера, называются протоколами.

Основные сетевые протоколы стандартизованы Международной организацией стандартов -- ISO (International Standard Organization) и поддерживаются производителями сетевого оборудования.

Протоколы устанавливают:

* физические и электрические параметры сети;

* порядок передачи сигналов при установлении, разрыве связи, обмене информацией;

* порядок обнаружения и исправления ошибок при передаче и т. д.

Физические основы ЛКС

Чтобы подключить компьютер к ЛКС, он должен иметь сетевой адаптер (сетевую карту), который вставляется в свободный слот расширения либо интегрирован на материнскую плату и содержит специальный разъем для подключения сетевого кабеля.

Для ЛКС в настоящее время используются следующие физические среды передачи информации:

* тонкий коаксиальный кабель -- самая дешевая, но низкоскоростная среда;

* максимальное расстояние между компьютерами -- до 150 м;

* толстый коаксиальный кабель -- более дорогая среда по сравнению с тонким кабелем; максимальное расстояние между компьютерами -- до 5

* витая пара -- еще более скоростная и дорогая среда, требует наличия специальных соединителей -- концентраторов, или хабов (hub); максимальное расстояние от компьютера до ближайшего концентратора -- до 100 м;

* оптоволоконный кабель -- самый дорогой вариант, обычно используется для соединения мощных компьютеров;

* беспроводное соединение, Wi-Fi -- использует воздушный радиоканал; это удобно, так как не требуется прокладки проводов, но дороже, чем проводные соединения.

Сетевое программное обеспечение

Чтобы компьютеры, подключенные к локальной сети, могли обмениваться данными, необходимы соответствующие программные средства. Как правило, базовые сетевые программные средства входят в состав операционной системы, либо операционная система может быть дополнена соответствующими программами. Примером ОС с поддержкой сети является Windows XP Professional.

При работе с сетью компьютер может выступать в двух ролях:

* если компьютер обращается за информацией и сервисами к другому компьютеру сети, то такой компьютер называют рабочей станцией (work station);

* если компьютер предоставляет свою информацию и сервисы другим компьютерам сети, то он называется сервером.

Сервер может предоставлять различные сервисы, из которых наиболее известны следующие:

* хранение и предоставление файлов (файловый сервер);

* вывод на принтер (сервер печати);

* получение и пересылка факсимильных сообщений (факс-сервер);

* получение, хранение и передача сообщений электронной почты (почтовый сервер);

* размещение сайтов (web-сервер).

Сервисы, предоставляемые сервером, называются службами. На одном и том же сервере может выполняться сразу несколько служб.

Чтобы сервер предоставлял тот или иной сервис, необходимо запустить соответствующую программу в составе серверной ОС.

Для обращения к службам серверов с рабочих станций необходимо запустить соответствующую программу, называемую клиентом.

Локальные сети, в которых имеются серверы, предоставляющие службы, и клиентские компьютеры, называются сетями, построенными по технологии «клиент-сервер». Возможно совмещение этих функций каждым компьютером сети, когда эти компьютеры являются равноправными. Локальная сеть, состоящая из равноправных ПК, называется одноранговой.

Сетевая ОС Windows XP

Сетевые возможности уже включены в состав ОС Windows XP и нуждаются только в настройке и активизации. В Windows XP каждый компьютер имеет уникальное в пределах сети имя. Если на компьютере активны какие-либо службы, то к ним можно получить доступ с других компьютеров сети.

Глобальные компьютерные сети

Отличие глобальной сети от локальной состоит в том, что она позволяет совместно работать компьютерам, физически расположенным далеко друг от друга (практически в любой точке земного шара).

Логически глобальная компьютерная сеть (ГКС) состоит из трех компонентов:

* рабочих мест пользователей (обычные компьютеры);

* серверов, предоставляющих различные сервисы (мощные компьютеры);

* сети передачи данных.

Глобальные компьютерные сети могут работать согласно различным протоколам. В настоящее время наибольшей популярностью пользуется глобальная сеть Интернет (Internet), построенная на базе протокола TCP/IP.

Кроме Интернета существуют и другие разновидности ГКС:

* Fidonet -- экспериментальная сеть, созданная пользователями-энтузиастами

* корпоративные сети крупных компаний, например SCN (Siemens Corporate Network).

Физические принципы соединения с Интернетом

Прямое соединение с глобальной сетью -- это довольно дорогое мероприятие, поэтому компьютеры пользователей обычно соединены с Интернетом через Интернет - провайдеров.

Интернет-провайдер -- это компьютерный узел, обеспечивающий соединение с Интернетом для клиентских компьютеров по различным линиям связи

Таким образом, на клиентском компьютере для работы с Интернетом достаточно иметь оборудование для соединения с соответствующей линией связи. Существуют следующие виды соединений с провайдером.

Модемное соединение - Наиболее простой и дешевый, а потому и самый популярный (по крайней мере в нашей стране) способ подключения к Интернету.

Модемное подключение к Интернету

Устройство, позволяющее передавать данные по телефонным линиям, называется модемом.

Модем позволяет:

* автоматически набирать телефонный номер;

* автоматически устанавливать связь с модемом на другом конце линии;

* преобразовывать цифровые данные в аналоговые сигналы и передавать их по линиям связи;

* принимать из линии связи аналоговые сигналы и преобразовывать их в цифровые данные (для передачи компьютеру);

* принимать и отправлять факсимильные сообщения;

* выполнять функции автоответчика.

Особенностью модемного соединения является то, что во время сеанса связи с Интернетом телефон занят. Теоретическая скорость такого соединения достигает 56Кбит/с (реально она чаще всего равна 36 Кбит/с).

Выделенная пользовательская линия (ADSL -- Asymmetric Digital Subscriber line;). В отличие от обычного модема, модем ADSL не преобразует сигналы, а сразу передает их по телефонной линии в цифровом виде. Достоинством этого способа подключения является то, что во время связи с Интернетом телефон остается свободным для обычного разговора. Теоретическая скорость ADSL-соединения (в направлении и провайдера к пользователю) составляет до 7 Мбит/с (реально -- 1 Мбит/с).

Районные (кампусные) локальные сети -- Global Ethernet. В районных (кампусных) локальных сетях выход пользователя в Интернет осуществляется через шлюз (сервер доступа). Скорость передачи информации внутри районной ЛКС теоретически может достигать 10 Мбит/с (реально -- до 1 Мбит/с), а скорость работы с Интернетом -- теоретически до 1 Мбит/с, а реально до 128 кбит/с

Доступ к Интернету через сеть мобильной связи: GPRS (для сетей GSM и CDMA. Особенность такого соединения -- мобильный телефон во время сеанса связи с Интернетом занят. Теоретическая скорость работы для GPRS составляет до 128 Кбит/с (реально -- 50--60 Кбит/с), а для CDMA -- до 1 Мбит/с

Мобильный доступ (Wi-Fi). Технология Wi-Fi обеспечивает доступ в Интернет с мобильных компьютеров (ноутбуков и КПК) в пределах зоны доступ (100--300 м). Теоретическая скорость соединения -- до 1 Мбит/с. Обычно этот способ подключения используется для оперативного доступа к Интернету в общественных местах (аэропорты, гостиницы, торговые центры, офисы, клубы) или в офисах крупных фирм, сотрудники которых должны при работе с Интернетом перемещаться с места на место.

Службы, предоставляемые в Интернете

Перечень различных служб, предоставляемых пользователям Интернета в настоящее время, достаточно широк. Наиболее известны из них следующие:

* электронная почта (e-mail) -- отправка и получение электронных писем;

* служба доступа к файлам на удаленном компьютере (FTP);

* Всемирная паутина (WWW);

* передача речи через Интернет (IP-телефония);

* электронная коммерция и управление счетами в банках;

*поиск информации (web-страниц, файлов, пользователей и т.п.);

*получение аудио- и видеосигналов в режиме реального времени по запросу (STRIM-TV);

* обмен файлами между пользователями и др.

Интернет как новая глобальная индустрия

Министерство обороны США в 1972 году разработало программу Internetting Project по исследованию способов и методов соединения сетей. В 1974 году началась разработка универсального протокола передачи данных и соединения сетей Transmission Control Protocol/ Internet Protocol (TCP/IP). Технологические решения, которые осуществляют концепцию построения Интернета, получили название Интернет-технологий. В 1989 году была создана технология гипертекстовых документов ,в результате чего появилась служба World Wide Web, которая сделала доступной любую информацию в Интернете в мировом масштабе.

Интернет - это сеть, связывающая миллионы компьютеров по всему миру. Не так давно не многие слышали об Интернете. Сегодня Интернет привел к революции в использовании компьютеров. Многие ежедневно используют его для связи с другими людьми и для получения информации. Частью Интернета, является World Wide Web (которую обычно называют просто Веб). Веб настолько популярен, что для многих слова Интернет и Веб означают одно и то же. Но Интернет содержит и другие службы: электронную почту, группы новостей и общий доступ к файлам. Отправить сообщение электронной почты или участвовать в группе новостей можно и без Веба. Информация в Вебе представляется в ярком цветном формате. Заголовки, текст и рисунки могут выводиться на одной странице как на странице журнала вместе со звуком и анимацией. Веб-узел представляет набор взаимосвязанных Веб-страниц. Веб-страницы связаны друг с другом гиперссылками в виде текста или рисунка. Если щелкнуть ссылку на странице, откроется другая страница.

Что же можно делать в Интернете?

Поиск сведений. Веб содержит огромный объем информации, намного больший, чем самые богатые библиотеки. Например, можно читать газетные репортажи и обзоры фильмов, узнавать расписание авиарейсов, просматривать дорожные карты, получать прогнозы погоды для своего города. Широко доступны справочные источники, например словари и энциклопедии, а также исторические документы и классическая литература.

Связь. Одно из самых популярных применений Интернета - это электронная почта. Сообщение электронной почты можно отправить любому пользователю с адресом электронной почты. Оно будет практически мгновенно доставлено в папку «Входящие» получателя даже на другом конце земли.

Общий доступ. Можно загрузить рисунки со своей цифровой камеры на общий Веб-узел фотографий. После этого приглашенные друзья и члены семьи смогут посещать этот Веб-узел и просматривать ваши фотоальбомы.

Магазин. Веб - это величайший в мире торговый пассаж. На Веб-узлах большинства розничных продавцов можно высматривать и покупать различные вещи - книги, музыку, игрушки, одежду, электронику и многое другое.

Игры. В Вебе можно играть, в том числе с партнерами, которые при этом могут находиться где угодно. Многие игры предлагаются бесплатно, но за некоторые необходимо платить. Можно слушать вещающие в Интернете радиостанции, смотреть видеоклипы, загружать или покупать музыкальные звукозаписи, видео.