Компьютерные сети

Компьютерные сети: локальные сети, сеть Интернет

1

Введение в компьютерные сети

Компьютер – прекрасное средство обработки информации, но очень часто требуется передать информацию другим людям или получить от них какие-либо данные

1

это набор ЭВМ, связанных между собой линиями связи и совместно использующих свои данные и услуги.

Компьютерная сеть –

Компьютерная сеть позволяет передавать информацию с одного компьютера на другой и совместно использовать общие ресурсы (принтеры, модемы и устройства хранения информации).

1

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.

Основные понятия компьютерных сетей

Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных. Скорость передачи данных – количество бит информации, передаваемой за единицу времени (измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.)

Основное назначение компьютерных сетей - обеспечить совместный доступ пользователей к информации (базам данных, документам и т.д.) и ресурсам (жесткие диски, принтеры, накопители CD-ROM, модемы, выход в глобальную сеть и т.д.). Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию. Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, промышленные роботы, станки с ЧПУ (станки с числовым программным управлением) и т.д. Любой абонент сети подключён к станции. Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации. Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима физическая передающая среда.

Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных. Одной из основных характеристик линий или каналов связи является скорость передачи данных (пропускная способность).

Скорость передачи данных – количество бит информации, передаваемой за единицу времени. Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с. Соотношения между единицами измерения: 1 Кбит/с =1024 бит/с; 1 Мбит/с =1024 Кбит/с; 1 Гбит/с =1024 Мбит/с.

1

В процессе развития сетевых технологий было выделено три вычислительные системы: - централизованные вычисления; - распределенные вычисления; - коллективные вычисления.

1

базовые элементы КС:

• сетевые средства и службы (компьютеры с установленным специальным программным обеспечением),
• носители и устройства для передачи данных,
• сетевые протоколы.

Структура компьютерной сети

Для работы компьютерной сети необходимо несколько важных элементов

1

Информация в сети передаётся по каналам связи, которые могут быть:

Информация в сети передаётся по каналам связи, которые могут быть:

Кабельными каналами (телефонный кабель, витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель)

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть. Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. По типу используемых ЭВМ выделяют однородные и неоднородные сети. В неоднородных сетях содержатся программно несовместимые компьютеры.

Радиоканалами

7

1. По размерам, или занимаемому пространству

Классификация компьютерных сетей

Локальные сети (LAN-local area network)

Городские сети (MAN-metropolitan area network)

Глобальные сети (WAN-wide area network)

• Корпоративные сети Действительно глобальные сети
• Корпоративные сети
• Действительно глобальные сети

8

2. По структуре (способу управления)

Классификация компьютерных сетей

• сети на основе сервера («клиент-сервер»)- в них выделяется один или несколько узлов (серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи.
• «одноранговые»- в них все узлы равноправны; каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента и сервера.

8

Сетевая топология — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств

Топология сетей

Сетевая топология может быть :

Физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

Логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

Информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети

Управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

10

«Шина»

Топология сетей

При построении сети каждый компьютер присоединяется к общему кабелю , на концах которого устанавливаются заглушки.

Все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам.

10

«Шина»

Топология сетей

Достоинства :

Недостатки :

• Небольшое время установки сети; Дешевизна (требуется кабель меньшей длины и меньше сетевых устройств); Простота настройки; Выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети.
• Небольшое время установки сети;
• Дешевизна (требуется кабель меньшей длины и меньше сетевых устройств);
• Простота настройки;
• Выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети.

• Неполадки в сети, такие как обрыв кабеля или выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети; Затрудненность выявления неисправностей; С добавлением новых рабочих станций падает общая производительность сети.
• Неполадки в сети, такие как обрыв кабеля или выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети;
• Затрудненность выявления неисправностей;
• С добавлением новых рабочих станций падает общая производительность сети.

12

«Звезда»

Топология сетей

Схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля .

Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера , другой подсоединяется к центральному устройству , называемому концентратором (hub).

Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании.

12

«Звезда»

Топология сетей

Достоинства :

Недостатки :

• Выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
• Хорошая масштабируемость сети;
• Лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
• Высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
• Гибкие возможности администрирования.

• Выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;
• Для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;
• Конечное число рабочих станций в сети ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

14

«Кольцо»

Топология сетей

Последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым .

Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении .

Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше.

14

«Кольцо»

Топология сетей

Достоинства:

Недостатки:

• Простота установки;
• Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
• Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

• Выход из строя одной рабочей станции и другие неполадки (обрыв кабеля) отражаются на работоспособности всей сети;
• Сложность конфигурирования и настройки;
• Сложность поиска неисправностей.
• Необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции.

16

Основные характеристики компьютерных сетей:

• Скорость передачи (Мбит/с);
• Достоверность передачи информации (ошибок/знак);
• Надёжность (среднее время безотказной работы в сетях).

16

СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ:

– скорость передачи данных (бит/с) ;

V – объем сообщения;

t – время передачи (с).

16

СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ:

Задача . Скорость передачи данных скоростного ADSL соединения равна 1024000 бит/c, а скорость передачи данных через 3G-модем равна 512000 бит/с. Определите на сколько секунд дольше будет скачиваться файл размером 9000 Кбайт через 3G-модем, чем через ADSLсоединение. (Ответ дайте в секундах).

16

16

Сеть Internet

16

объединение множества компьютерных сетей для хранения и передачи информации.

• Состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей.
• Построена на базе стека протоколов TCP/IP.

Сеть Интернет -

16

Подключение к Интернет происходит через поставщиков услуг связи – ПРОВАЙДЕРОВ .

Подключение возможно по коммутируемым линиям и выделенным каналам.

Представляет множество сервисов для обмена информацией в различном виде:

• World Wide Web;
• FTP;
• E-mail;
• Чаты; и т.д.

Подключение

16

Протоколы Интернета можно разделить на два типа:

1) БАЗОВЫЕ (обеспечивают физическую передачу сообщений между узлами в сети – протоколы нижнего уровня)

2) ПРИКЛАДНЫЕ (обеспечивают функционирование служб сети Интернет – протоколы высокого уровня):

• протокол HTTP – служит для передачи гипертекстовых документов;
• протокол FTP – используется для передачи файлов;
• протокол SMTP – используется для передачи электронной почты.

• протокол TCP - используется для управления передачей данных (регулировка, синхронизация, организация их в виде пакетов);
• протокол IP - используется для определения адресов получателей сообщений;

Основой Интернет является система так называемых IP-адресов.

Каждый компьютер имеет уникальный сетевой номер (IP-адрес), занимающий 4 байта.

Например, адрес 212.192.96.101.

Интернет

Каждому компьютеру, подключенному к сети Интернет (даже временно), присваивается числовой адрес, называемый IP-адресом. IP-адрес содержит информацию, необходимую для идентификации узла в сети. Он состоит из четырех чисел, разделенных точками.

IP-адрес трудно запоминаем пользователем, поэтому некоторые узлы в сети Интернет имеют символьные DNS-адреса (Domain Name System – система доменных имен), например, www.site.net. В сети Интернет существуют специальные DNS-серверы, которые по DNS-адресу выдают его IP-адрес.

16

Цифровая схема адресации необходима компьютерам, но для людей она неудобна.

Поэтому все имена в глобальной сети подразделяются на группы (домены), вложенные друг в друга. Сетевое доменное имя состоит из нескольких названий, разделенных точками.

DNS-адрес может иметь произвольную длину, образуется как символьный адрес в локальной сети и включает в себя несколько уровней доменов. Уровни доменов разделяются точками. Самый правый домен – домен верхнего уровня. Чем левее домен, тем ниже его уровень. Для доступа к ресурсам расположенных в сети компьютеров используется унифицированный указатель ресурса – URL (Uniform Resource Locator). Адрес URL является сетевым расширением понятия полного имени ресурса, например, файла или приложения и пути к нему в ОС. В адресе URL, кроме имени файла и директории, где он находится, указывается сетевое имя компьютера, на котором этот ресурс расположен, и протокол доступа к ресурсу, который можно использовать для обращения к нему. Ресурсы предоставляются только для чтения и копирования.

16

Функциональные домены обозначаются тремя буквами, их в первоначальном варианте стандарта было всего шесть:

• edu – образовательные организации;
• com – коммерческие организации;
• net – провайдеры сетевых услуг;
• mil – военные организации;
• gov – правительственные учреждения;
• org – прочие некоммерческие организации.

Географические домены первого уровня двухбуквенные, например :

• su – Советский Союз;
• ru – Россия;
• us – США (United State);
• uk – Великобритания (United Kingdom);

Вставка рисунка

Информация в сети передается небольшими порциями – пакетами (группами байт фиксированной длины).

Вставка рисунка

Каждый пакет состоит из заголовка и информационной части.

16

Основные популярные сервисы сети Интернет:

• почтовая служба (e-mail);
• информационный сервис (www);
• служба передачи файлов (ftp).

• Что такое локальная сеть?
• Какие способы соединений устройств существуют
• Понятие, плюсы и минусы топологии шина
• Понятие, плюсы и минусы топологии кольцо
• Понятие, плюсы и минусы топологии звезда

Вопросы и задания

16

Щелкните, чтобы добавить название рисунка

16