ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

В.С.Авербах

ВВЕДЕНИЕ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

Издательство

Самарского государственного экономического университета

2008

Рецензенты:

кафедра электротехнического и инженерно-педагогического образования Самарского государственного технического университета (зав. кафедрой д-р тех. наук, проф. М.Л. Костырев);

д-р техн. наук, проф. А.И.Никонов.

Печатается по решению

редакционно-издательского совета университета

Авербах В.С.

Введение в вычислительные сети. – Самара: Изд-во Самар. гос. экон. ун-та, 2008. – 213 с.

В учебном пособии рассмотрены классификация и архитектура вычислительных сетей, техническое, информационное и программное обеспечение, структура и организация функционирования сетей. Представлены структура и характеристики систем телекоммуникаций: линии связи, коммутация и маршрутизация телекоммуникационных систем, цифровые сети связи. Представлены базовые технологии, в том числе, и беспроводные, описана сетевая модель и протоколы стека TCP/IP, настройка подключения к сети. Описаны основные сервисы сети Internet: WWW, FTP, электронная почта. Даны понятия сетевой безопасности и направления обеспечения сетевой безопасности.

Предназначено для студентов специальности "Прикладная информатика в экономике (по областям)" при изучении дисциплины "Вычислительные системы, сети и телекоммуникации". Данное пособие раскрывает тему "Вычислительные сети " для указанной дисциплины. Может быть рекомендовано студентам и преподавателям других специальностей и любой формы обучения при изучении, а также при практическом конфигурировании компьютерных сетей.

ВВЕДЕНИЕ

Компьютерные сети – это целый мир интереснейших событий, сведений и технологий. Над основными технологиями сетей работают уже несколько десятилетий. Эволюционируют сетевые функции операционных систем, улучшается оборудование, создаётся новое программное обеспечение - и всё время появляются новые способы использования вычислительных сетей (ВС). Сегодня вычислительные сети продолжают быстро развиваться. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демонстрирует самая популярная глобальная сеть - Internet.

Изменяются и локальные сети. Появилось разнообразное коммуникационное оборудование - коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Благодаря такому оборудованию имеется возможность построения больших корпоративных сетей, имеющих сложную структуру. Быстро и успешно развиваются беспроводные сети, сейчас уже можно говорить, что они конкурируют с традиционными сетями, построенными на кабельных линиях связи.

В данном пособии представлены вопросы организации функционирования ВС, а именно: архитектура и топология ВС, аппаратное обеспечение IP - сетей, сетевые телекоммуникации, принципы адресации, протоколы, службы, отвечающие за сетевой обмен информацией и диагностику в вычислительных сетях, рассмотрен стек протоколов TCP/IP, как самый широко используемый. Изложены также вопросы, касающиеся организации двуранговых сетей на базе Windows Server 2000 (2003). Часть пособия включает сведения о настройке локальной сети и подключения к Internet, а также настройке программы - броузера и почтовых программ для работы с ресурсами Internet. В пособии представлены беспроводные сети на примере сети WI-FI: организация, функционирование, аппаратные средства. Представлены сведения, разъясняющие проблемы сетевой безопасности и направления обеспечения безопасности информации.

1.Классификация, назначение вычислительных сетей

1.1.Понятие вычислительной сети. Классификация сетей.

Вычислительная сеть - это совокупность компьютеров и другого периферийного оборудования (принтеров, графических устройств, мощных накопителей на магнитных и магнито-оптических дисках и пр.), соединенных с помощью каналов связи в единую систему так, что они могут связываться между собой и совместно использовать ресурсы сети.

Основные проблемы компьютерных сетей связаны с передачей данных. На скорость и надежность передачи данных большое влияние оказывают расстояния. Стоимость физических каналов, коммуникационного оборудования вносит существенный вклад в общую стоимость сети. Поэтому основными классификационными признаками компьютерных сетей являются пространственные характеристики территорий, которые они охватывают.

В зависимости от территории, обслуживаемой сетью, компьютерные сети подразделяются на три основных класса:

глобальные сети (WAN - Wide Area Network);

региональные сети (MAN - Metropolitan Area Network);

локальные сети (LAN – Local Area Network).

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на разных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети осуществляется на базе кабельных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи.

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов внутри большого города, экономического региона, страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки - сотни километров.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) включает абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков и т.д. Протяженность такой сети обычно ограничена пределами 2 - 2,5 км.

Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии, обеспечивающие мощные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные сети могут входить как компоненты в состав региональных и глобальных сетей и, наконец, глобальные сети могут образовывать сложные структуры.

Из глобальных наиболее популярной является сеть Internet. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей, причем каждая внутренняя сеть может обладать собственной структурой и способами управления. Основными ячейками Internet являются локальные вычислительные сети.

Одним из важных критериев классификации сетей является классификация по модели взаимодействия.

Модель клиент - сервер. Под сервером понимают:

1.Узловой компьютер в сети, предоставляющий свои услуги и сервисы другим, т.е. выполняющий определенные функции по запросам пользователей сети.

2.Программа-сервер. Она устанавливается на компьютере-сервере.

Обслуживаемые компьютеры общаются с сервером посредством соответствующей клиент - программы, предназначенной для работы в паре с программой-сервером. Программа - клиент работает непосредственно на рабочей станции. Рабочая станция – это сетевой компьютер, с которого пользователь имеет доступ к сетевым сервисам и ресурсам.

Под клиентом понимаются:

1.Пользователь.

2.Прикладная программа, работающая в интересах пользователя для предоставления определённых услуг с сервера в какой-либо сети.

Клиент-сервер – это технология работы различных программ в сети. Программа, работающая по такой схеме, состоит их двух взаимодействующих частей: клиента и сервера. Сервер по командам клиента выполняет определенные действия, предоставляя услуги клиенту. То есть для предоставления услуг в такой схеме необходимы наличие и одновременная слаженная работа обеих указанных частей..

По уровню управления локальные сети делятся на одноранговые и двуранговые.

Одноранговые сети. В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. В одноранговой сети (peer-to-peer network) все компьютеры равноправны – каждый из компьютеров может быть и сервером, и клиентом. Пользователь каждого из компьютеров сам решает, какие ресурсы будут предоставлены в общее пользование и кому.

Компьютеры в одноранговых сетях организуются в рабочие группы (workgroups). Одноранговые сети, как правило, небольшие – расстояние по кабелю от 2 до 10 компьютеров. В такой сети обычно нет лица, ответственного за настройку и поддержку политики безопасности сети – администратора (network administrator). В одноранговой сети каждый пользователь ведет свою собственную политику безопасности, определяя, каким образом другие пользователи могут использовать его ресурсы, находящиеся в сетевом доступе. Политика безопасности (security policy) – это совокупность настроек, определяющая права пользователей сети на доступ к общим ресурсам. По мере добавления новых компьютеров в рабочую группу, она становится трудно управляемой, так как управление политикой безопасности децентрализовано. Например, в сети из 7 компьютеров необходимо вести 7 отдельных политик безопасности, чтобы поддерживать работу 7 пользователей. По результатам исследований компании Novell пороговое число компьютеров в одноранговой сети – 25.

Примером операционных систем для одноранговых стей являются все версии WINDOWS 9X, WINDOWS 2000, WINDOWS XP.

К достоинствам таких сетей можно отнести низкую стоимость и высокую надёжность. К недостаткам – относятся:

слабая защита информации;

сложность управления сетью;

зависимость эффективности работы от числа станций.

Двуранговые сети (сети клиент/сервер). Наиболее характерной особенностью сети клиент/сервер является централизованное управление сетью. Такая сеть имеет хотя бы один выделенный сервер, который управляет пересылкой сообщений между объектами сети и всеми связями между сетевыми устройствами, хранит разделяемые информационные ресурсы, управляет политикой безопасности. На нём устанавливается серверное ядро сетевой операционной системы. Как правило, сервер – это самый мощный компьютер специального, серверного исполнения, имеющий при необходимости высоконадёжную внешнюю память (RAID – массивы/

Модель клиент/сервер значительно упрощает задачи администрирования сети, однако требует специалиста, который будет поддерживать работу сети. Сеть клиент/сервер обладает большей безопасностью, чем одноранговая сеть. Чтобы зарегистрироваться в системе, пользователь должен знать свои учётные данные (имя пользователя и пароль), созданные на сервере. Когда пользователь успешно зарегистрировался, он автоматически получает доступ ко всем ресурсам сети, на которые у него есть права. Сетевой администратор может присвоить права доступа как отдельному пользователю, так и группе пользователей.

Достоинства сети с выделенным сервером:

надёжная система защиты информации;

высокое быстродействие;

простота управления;

отсутствие ограничений на число рабочих станций.

Недостатком таких сетей является их высокая стоимость.

Примером операционных систем для двуранговых сетей являются все версии WINDOWS NT, WINDOWS 2000/2003 Server фирмы Microsoft, а также операционная система Novell NetWare фирмы Novell.