Тема 6. СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ ЭВМ.

План лекции

1.Понятие компьютерных сетей

2.Понятие локальных вычислительных сетей

3.Компоненты локальной вычислительной сети

4.Топология сети

5.Глобальная компьютерная сеть Internet

6.Служба WWW

7.Понятие гипертекста. Гипертекстовые технологии в Internet

8.Корпоративные вычислительные сети

Понятие компьютерных сетей

Все вычислительные сети можно классифицировать по ряду признаков. В зависимости от расстояний между ПК различают:

локальные вычислительные сети – ЛВС (LAN – Local Area Networks) – расположенные в пределах небольшой территории (здании или в соседних зданиях) не более 10 – 15 км;

территориальные вычислительнве сети - охватывают значительное географическое пространство (городские (MAN - Metropolitan Area Network), региональные (Regional computer network), национальные (National computer network) и глобальные (WAN - Wide Area Network) сети);

Внастоящее время на предприятиях и в учреждениях применяются локальные вычислительные сети, назначение которых обеспечить доступ к разделяемым или сетевым (общим, то есть совместно используемым) ресурсам, данным и программам, позволяют сотрудникам предприятий обмениваться информацией.

Назначение вычислительных сетей:

обеспечить надежный и быстрый доступ пользователей к ресурсам сети и организовать коллективную эксплуатацию этих ресурсов;

обеспечить возможность оперативного перемещения информации на любые расстояния.

Локальные вычислительные сети обеспечивают:

1.Распределение данных (Data Sharing). Данные в ЛВС хранятся на центральном ПК и могут быть доступны на рабочих станциях.

2.Распределение информационных и технических ресурсов (Resource Sharing):

логические диски и другие внешние запоминающие устройства;

каталоги (папки) и содержащиеся в них файлы;

подключенные к ПК устройства: принтеры, модемы и другие внешние устройства, что позволяет экономно использовать ресурсы.

3.Распределение программ (Software Sharing). Все пользователи ЛВС совместно используют доступ к программам, которые централизованно устанавливаются в сети.

4.Обмен сообщениями по электронной почте (Electronic Mail).

Локальные вычислительные сети можно разделить на централизованные и одноранговые сети. Централизованные локальные сети строятся на основе архитектуры "клиент- сервер", которая предполагает выделение в сети "серверов" и "клиентов". Одноранговые ЛВС основаны на равноправной (peer-to-peer) модели взаимодействия компьютеров, в которой каждый компьютер может быть как сервером, так и клиентом.

Локальные вычислительные сети могут отличаться архитектурой (Ethernet, Token Ring, FDDI и т.д.) и топологией (шинная, кольцевая, “звезда”).

Для обмена данными между компьютерами можно использовать различные способы их соединения:

прямое соединения компьютеров через последовательные и параллельные порты (COM, USB, LPT, IrDA, Bluetooth);

удаленное соединение двух компьютеров через модемы;

соединение двух компьютеров в локальную сеть, используя сетевые карты и проводные линии связи;

соединения двух компьютеров в локальную сеть, используя встроенные беспроводные интерфейсы Wi-Fi.

Порт COM Позволяет прямое соединение компьютеров. Этот способ самый доступный, так как все персональные компьютеры оснащены портами COM.

USB порт. Способ соединение двух компьютеров через USB порты. USB это универсальный интерфейс (последовательный порт) для подключения 127 устройств.

LPT - порт. Два компьютера могут быть подключены через параллельные LPT - порты. Эти порты имеют восемь разрядов.

IrDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных компьютеров к настольному компьютеру. Если в компьютере нет iRDA адаптера, то он может быть дополнен устройством (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.

Bluetooth ("блютус") - высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров. Если нет встроенного Bluetooth адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт.

Связь с помощью модема. Модем – это устройство, которое преобразует цифровой сигнал компьютера в аналоговый частотный сигнал, передаваемый по аналоговым телефонным линиям.

При соединении двух компьютеров в локальную сеть, используют сетевые карты и проводные линии связи. В качестве линий связи могут быть применены

коаксиальный кабель или кабель "витая пара".

Беспроводная связь Wi-Fi. Для соединение двух компьютеров напрямую использует встроенные беспроводные интерфейсы Wi-Fi.

1.2.1. История развития вычислительных сетей

Внастоящее время кроме компьютерных сетей применяются и терминальные сети. Терминальные сети строятся на других принципах и на другой вычислительной технике. К терминальным сетям, например, относятся: сети банкоматов, кассы предварительной продажи билетов на различные виды транспорта и т.д.

Первые мощные компьютеры 50-годов, так называемые мэйнфреймы, были очень дорогими

и предназначались только для пакетной обработки данных.

Споявлением более дешевых процессоров начали развиваться интерактивные терминальные системы разделения времени на базе мэйнфреймов. Терминальные сети связывали мэйнфреймы с терминалами. Терминал - это устройство для взаимодействия с вычислительной машиной, которое состоит из средства ввода (например, клавиатуры) и средств вывода информации (например, дисплея).

Терминалы обработки данных не выполняют, а используют возможности мощной и дорогой ЭВМ. Эта организация работы называлась “режимом разделения времени”, так как центральная ЭВМ последовательно во времени решала задачи множества пользователей.

Удаленные терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли пользователям получать удаленный доступ к ресурсам ЭВМ. Затем мощные ЭВМ объединялись между собой, так появились глобальные вычислительные сети.

Первые ЛВС появились в начале 70-х годов, когда появились мини-компьютеры. Они были намного дешевле мэйнфреймов.

Появление персональных компьютеров и стандартных технологий объединения компьютеров в сети (Ethernet, Arcnet, Token Ring) послужило стимулом для дальнейшего развития ЛВС.

Появление качественных линии связи обеспечили достаточно высокую скорость передачи данных – 10 Мбит/с, тогда как глобальные сети, использовали только плохо приспособленные для передачи данных телефонные каналы связи, имели низкую скорость передачи – 1200 бит/c. Из-за такого различия в скоростях многие технологии, применяемые в ЛВС, были недоступны для использования в глобальных.

В настоящее время сетевые технологии интенсивно развиваются, и разрыв между локальными и глобальными сетями сокращается во многом благодаря появлению высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам ЛВС.

Новые технологии сделали возможным передачу таких несвойственных ранее вычислительным сетям носителей информации, как голос, видеоизображения и рисунки.

1.2.2. Линии связи и каналы передачи данных используют различную физическую среду (металлы, сверхпрозрачное стекло и эфир).

Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель "витая пара",

коаксиальные кабель, волоконно-оптический кабель и окружающее пространство.

Канал передачи данных - это средства двухстороннего обмена данными, которые включают в себя линии связи и аппаратуру передачи (приема) данных. Каналы передачи данных связывают между собой источники информации и приемники информации.

В зависимости от физической среды передачи данных линии связи можно разделить на:

проводные линии связи без изолирующих и экранирующих оплеток;

кабельные, где для передачи сигналов используются такие линии связи как кабели "витая пара", коаксиальные кабели или оптоволоконные кабели;

беспроводные (радиоканалы наземной и спутниковой связи), использующие для передачи сигналов электромагнитные волны, которые распространяются по эфиру. (радиолинейные, спутниковые, сотовые).

1.3. Открытые системы и модель OSІ

Компьютерные сети, как правило, состоят из различного оборудования унифицированного стандарта разных производителей. В современных вычислительных сетях роль такого стандарта выполняют сетевые протоколы.

Протокол, интерфейс, стек протоколов

Многоуровневое представление средств сетевого взаимодействия имеет свою специфику, связанную с тем, что в процессе обмена сообщениями участвуют

две стороны, то есть необходимо организовать согласованную работу двух иерархий, работающих на разных компьютерах.

Взаимодействие одноименных функциональных уровней по горизонтали осуществляется посредством протоколом. Протоколом называется набор правил и методов взаимодействия одноименных функциональных уровней объектов сетевого обмена.

Взаимодействия функциональных уровней по вертикали осуществляется через интерфейсы. Интерфейс определяет набор функций, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему уровню.