Тема 5. Локальные и глобальные сети эвм. Защита информации в сетях

Компьютерные сети

Компьютерные сети принято делить по территориальному признаку: локальные и глобальные.

Локальная сеть объединяет компьютеры в пределах одного помещения, здания или организации. В состав локальной сети входят сервер (управляющий компьютер), рабочие станции (автоматизированные рабочие места специалистов АРМы) и коммуникационное оборудование.

Глобальные сети охватывают территорию страны, нескольких стран или всего мира.

В настоящее время локальные сети, как правило, соединяются с глобальными. Компьютеры в сетях могут быть связаны между собой кабелем или через телефонную сеть.

Пользователь сети получает значительное преимущество, так как в его распоряжении оказывается информация, хранящаяся на диске любого компьютера, включенного в сеть. Сеть позволяет быстро и легко передавать информацию с одного компьютера на другой. Последние годы происходит бурное развитие глобальной компьютерной сети Интернет (Internet). Подключение к этой сети открывает перед пользователем невиданные возможности: это и посещение электронных библиотек, виртуальных музеев, общение с другими пользователями с помощью аудио- и видеосредств, ведение коммерческих операций и многое другое.

Интернет – всемирная компьютерная сеть, объединяющая в единое целое множество локальных сетей и отдельных компьютеров. Интернет – некоммерческая организация и никому не принадлежит, ее пользователи находятся в различных странах мира.

История создания сети Интернет.

Первый этап. 2 января 1969 года Управление перспективных исследований (ARPA), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало работу над проектом связи компьютеров. Задача, которая ставилась перед разработчиками, заключалась в том, чтобы создать максимально надежную связь между компьютерными центрами, что необходимо было для повышения живучести систем управления ракетно-ядерным комплексом. В результате исследований была создана сеть ARPANET, соединяющая компьютеры на большом расстоянии. Сеть использовалась для передачи файлов и электронных сообщений.

Второй этап. Создание сети Национального научного фонда США (NSFNET), объединившей в конце 70-х годов научные центры США. Основной задачей на этом этапе стало объединение разнородных сетей в единую сеть, что было продемонстрировано в ноябре 1977 года. Основой надежной совместной работы сетей-компонентов стал протокол приема/передачи данных ТСР/IP, до сих пор используемый в Интернете. Сеть быстро расширялась и стала международной.

Третий этап развития Интернета наступил в 1990 и связан с проектом World Wide Web (WWW, Всемирная паутина) – системы доступа к гипердокументам. Разработчиком системы стал сотрудник европейского ядерного центра CERN Тим Бернерс-Ли. Современные поисковые сервисы, основанные на системе WWW, наиболее востребованы сейчас в Интернете.

Обычно пользователи подключаются к сети через продавца услуг сети Интернет, которого называют провайдером. Компьютер, подключенный к Интернету, получает свой уникальный адрес IP адрес, состоящий из четырёх десятичных чисел значением от 0 до 255, разделённых точками, например, 192.168.0.1.

Самой популярной услугой в Интернете является поисковый сервис WWW, т.е. доступ к сайтам.

Сайт – совокупность электронных документов (файлов) частного лица или организации в компьютерной сети, объединённых под одним адресом. Сайт может состоять из набора web-страниц.

Веб-страница (Web page) – документ или информационный ресурс Всемирной паутины, доступ к которому осуществляется с помощью веб-браузера.

Серверы, на которых размешаются гипердокументы (web-страницы, сайты), получают унифицированный указатель ресурса (URL). Он состоит из обозначения протокола передачи информации, доменного имени и пути к web-странице, например: http://www.rossia.ru/moskva/arbat. Доменное имя состоит из доменов верхнего и нижнего уровней. Домен верхнего уровня обозначает либо страну (Россия – ru, Германия – de, Франция – fr), либо организацию (com, org, gov, edu).

Отличительной особенностью сети Интернет по сравнению с ее предшественниками является высокая надежность передачи информации. Эта надежность обусловлена новыми принципами передачи информации. Традиционный способ передачи информации по телефонной сети (например, с помощью факса) заключается в том, что между отправителем и получателем сообщения на все время передачи устанавливается телефонная связь. Поскольку канал связи включает в себя множество коммутаторов (устройств, соединяющих и разъединяющий отдельные участки линии связи), то нередко один из коммутаторов случайно разрывает связь, и передача информации прерывается. Необходимо вновь устанавливать связь и начинать передачу заново.

В сети Интернет передача информации осуществляется несколько иначе. Дело в том, что крупные центры информации соединены между собой не одной, а множеством линий. То есть они как бы представляют собой узлы информационной паутины. Нити паутины – линии связи. Чтобы повысить надежность передачи информации, необходимо сделать так, чтобы при обрыве одной линии (нити) информация прошла по другой линии. Именно эта идея и реализована в Интернете.

Технология передачи информации в Интернете.

С помощью специальных программ (протоколов) передаваемая информация «нарезается» на маленькие пронумерованные порции.

Далее эта информация порциями передается получателю, причем разные порции могут доставляться к получателю разными путями и в разной последовательности.

Поступившие на компьютер получателя части информации собираются согласно номерам в исходное состояние. Если где-то линия связи обрывается, информация идет по другой линии.

Этот процесс напоминает перевозку сруба. Бревна нумеруют, сруб разбирают. Бревна перевозят любыми путями и в любой последовательности, затем сруб собирают на новом месте согласно номерам. Такая технология значительно повышает надежность передачи информации.

Специальное программное обеспечение, разработанное для компьютерных сетей, предоставляет пользователям множество полезных услуг. Наиболее популярные из них в настоящее время – это электронная почта и WWW. Электронная почта позволяет переслать сообщение с любого компьютера, подключенного к сети, на любой другой. При этом компьютеры могут быть расположены на разных континентах, а сообщение дойдет за несколько секунд. Удобно то, что пользователю не нужно устанавливать непосредственную связь с получателем (как в случае с факсом), а достаточно нажать кнопку отправки письма, все остальное сделает компьютерная техника. Следует иметь в виду, что электронное письмо может содержать не только текст, но и рисунок, фотографию, программы, аудио- и даже видеозапись, то есть представлять мультимедиадокумент.

Компьютеры в сетях могут быть связаны между собой кабелем или через телефонную сеть. Для связи через телефонную сеть используют модемы или радиомодемы.

APSL – ассиметричная цифровая абонентская линия. Современная модемная технология, в которой исходящий трафик меньше входящего.

Сетевой трафик – объем информации, передаваемый в сети за определенный период времени.

Передача информации в сети осуществляется с помощью специальных программ – протоколов.

Протокол – это набор правил организации передачи данных в сети.

Примеры протоколов:

TCP/IP – протоколы передачи данных в сети Интернет.

FTP – протокол передачи файлов (скачивание файлов, докачивание после сбоя).

HTTP – протокол передачи гипертекста.

SMTP – протокол передачи электронной почты.

Telnet – протокол для реализации текстового интерфейса в сети.

IRC – ретранслируемый Интернет-чат.

Конфигурация сети (архитектура, топология)

Обобщенная геометрическая характеристика компьютерной сети называется конфигурацией сети или сетевой топологией.

Кольцевая конфигурация. Информация передается по замкнутому каналу. Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими соседями, но может связаться с любым другим путем последовательного обслуживания узлов.

Звездообразная конфигурация. В центре находится сервер, связанный с абонентами и связывающий их друг с другом.

Шинная конфигурация. Компьютеры подключены к общему каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями.

Древовидная конфигурация. Серверу подчинены компьютеры первого уровня, им –второго, и т.д.

Коммуникационное оборудование.

Концентратор (хаб, switch) – многоканальное устройство сопряжения компьютеров с каналами связи (разветвитель).

Мост (bridge) – устройство, соединяющее две сети, использующие одинаковые протоколы передачи данных.

Маршрутизатор (роутер) – устройство, прокладывающее данным путь в сети.

Шлюз – устройство, служащее для организации обмена данными между сетями с разными протоколами и подключения локальной сети к глобальной (Интернету).