Гололобов 1-ый семестр / Лекции / Лекция 6

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

При построении реальных вычислительных сетей используются эти топологии, а так же их сочетания.

Таким образом можно говорить о двух классах локальных сетей:

одноранговая; иерархическая.

Характерные особенности иерархической сети:

1.Наличие одного или нескольких выделенных серверов. На них хранятся приложения и данные для доступа с других компьютеров.

2.В этом случае уровень безопасности существенно выше, чем в одноранговой сети.

3.Сервер может входить в качестве составной части

всеть более высокого ранга.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Отличительные признаки одноранговой локальной сети:

1.Входящие в неё компьютеры имеют одинаковые

права.

2.У каждого из них имеется уникальный идентификатор.

3.При таком устройстве сети не применяются выделенные серверы, поэтому каждая из входящих в структуру единиц в конкретных ситуациях может работать как клиент или сервер.

4.Сети такого типа более дешёвые в эксплуатации. Их сопровождение является более простым по сравнению с иерархическим типом. Их часто применяют для небольших домашних или офисных сетей.

5.В компьютерах доступ к информации практически не ограничен. С каждого из них можно посмотреть данные с другой машины.

6.Ещё одним недостатком такого является то, что производительность здесь не оптимизирована и является очень низкой.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Глобальная компьютерная сеть Internet

Сеть Интернет – это глобальная компьютерная сеть, в состав которой входят национальные, региональные и локальные сети, раскинувшаяся в масштабах всего земного шара. Компьютеры, которые постоянно подключены к сети Интернет и находятся в постоянно включенном состоянии, называются хостами или узлами. Современный Интернет состоит из миллионов узловых компьютеров, обслуживающих сотни миллионов пользователей.

Интернет (англ. Internet, от лат. inter - между и англ. net - сеть) - это глобальная компьютерная сеть, которая объединяет в единое целое множество компьютерных сетей и отдельных компьютеров, предоставляющих обширную информацию в общее пользование и не является коммерческой организацией.

Относительно строгое определение Интернета с технической точки зрения можно дать следующее:

Internet - это метасеть, состоящая из многих сетей, которые работают согласно протоколам семейства TCP/IP, объединены через шлюзы, используют единое адресное пространство и пространство имен.

Метасеть - это сеть, в которой характер и топология сетевых связей различны и не имеют строго определенной структуры.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Краткая история Internet.

Днем рождения Internet можно назвать 2 января 1969 г. В этот день Агентство перспективных исследований ARPA (в последующем переименованное в DARPA), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало работу над проектом создания сети, позволяющей обеспечить связь во время ядерной войны.

Врезультате исследований была создана сеть ARPAnet, называемая иногда «матерью» Internet. Она первоначально связала между собой 4 компьютера четырех крупных университетов США. Спустя некоторое время все больше компьютеров стало подключаться к ARPAnet, формируя все увеличивающуюся сеть.

В1983 г. агентством DARPA были разработаны сетевые протоколы TCP/IP. В это же время правительство США отказалось от использования сети ARPAnet в военных целях и поэтому она была разбита на две сети: собственно ARPAnet (осталась для нужд общественности) и MILnet (перешла в ведение военных), но соединение, сделанное между сетями, позволило им взаимодействовать между собой. Это первое межсетевое соединение было названо DARPA Internet, позже первое слово было опущено и такое межсетевое объединение стало называться Internet.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Общая схема построения сети Интернет

Составляющие сети Интернет перекрывают друг друга, поэтому любая пара его узлов соединена между собой по многим каналам связи. Благодаря этому Интернет обеспечивает устойчивую связь даже при разрушении части сети. В подавляющем большинстве компьютеры узлов и хостов принадлежат некоторым организациям, которые обеспечивают доступ к Интернет отдельным пользователям. Такие организации называются провайдерами (поставщиками) услуг Интернет. Таким образом, пользователь, подключившись к компьютеру провайдера, может получать информацию с других компьютеров, которые являются серверами сети.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Для обмена данными компьютеры сети Интернет используют протоколы.

Протоколы Интернета можно разделить на два типа:

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

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

• протокол IP - используется для определения адресов получателей сообщений;

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.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Система адресов в сети Интернет

Каждый компьютер в сети Интернет имеет адрес в виде 4-байтового числа, которая называется IPадресом. Обычно IP-адрес записывается в виде десятичного числа, которое разделено точками на четыре части, например, адрес web сервера Microsoft 13.77.161.179.

Начальная часть числа — номер участка сети, конечная часть числа — номер конкретного компьютера на этом участке.

Такая адресация не очень удобна для запоминания, поэтому специально для пользователей разработаны другую систему адресации, которая называется доменной. При этом всю сеть Интернет разбили на отдельные части (домены) по географическому или организационному признаку.

Имена доменов некоторых стран: de — Германия,

ru — Россия, us — США.

Имена доменов некоторых организаций: com — коммерческие организации,

edu — образовательные организации, gov — правительственные организации.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Домены могут иметь подчиненные домены (субдомены), те, в свою очередь, еще более мелкие субдомены и т.д. На самом низком уровне находится имя компьютера, которое является уникальным в пределах своего домена. Полное доменное имя записывается последовательно по уровням подчинения справа налево через точку. Например, сервер портала госзакупок имеет полный доменный адрес zakupki.gov.ru.

Отметим, что IP-адрес и доменный адрес — разные формы записи одного и того же имени компьютера в сети. Однако, одному IP адресу может соответствовать несколько доменных имен, как и одно доменное имя может иметь несколько IP адресов. В Интернете существуют специальные DNS-серверы, с помощью которых доменные адреса превращают в IP-адреса.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Информация в сети передается небольшими порциями – пакетами (группами байт фиксированной длины). Любой Клиент и любой Сервер умеют преобразовывать поток передаваемой информации в набор отдельных пакетов и "склеивать" полученные пакеты обратно в поток информации. Обычно размер пакетов в сети небольшой - от нескольких байт до нескольких килобайт.

Каждый пакет состоит из заголовка и информационной части. Заголовок - это аналог почтового конверта. В заголовке указывается, кому и от кого этот пакет передан - адрес отправителя пакета и адрес получателя, а также иная служебная информация, необходимая для успешной "склейки" пакетов получателем. В информационной части - собственно сама передаваемая информация. Адреса отправителя/получателя в заголовке пакета используется сетевым оборудованием для определения - куда какой пакет отправлять.

Применение пакетной передачи данных позволяет повысить надежность передачи информации и строить сеть таким образом, что маршруты доставки от одной точки сети до другой пакетов информации могут проходить по разным физическим каналам связи и, меняться в зависимости от их работоспособности или загрузки. Это значительно увеличивает "живучесть" сети в целом - даже если часть каналов связи будут неработоспособными, информация все равно может быть доставлена по другим работающим каналам.

Лекция 6 Вычислительные комплексы и сети

Важнейшие сервисы Интернет

Служба WWW (World Wide Web — Всемирная

электронных документов, хранящихся на Webсерверах. Отдельные документы состоят из Webстраниц, которые могут содержать взаимные гиперссылки и могут находиться на различных Web-серверах. Таким образом, один документ может быть разбросан по всему миру, образуя сеть страниц. Web-страницы, объединенные общей темой, называются Web-сайтом.

Электронная почта (E-mail) — услуга, которая позволяет обмениваться сообщениями между различными компьютерами. Эти сообщения хранятся на специальных почтовых серверах и доступны для просмотра адресатом.