Компьютерные сети 2

СЕТИ

Содержание.

1. Компьютерные сети

2. Всемирная паутина. Информационные ресурсы сети Интернет

3. Передача данных между компьютером и глобальной сетью

4. Адресация в Интернете

Информатика – наука, изучающая представление, накопление, обработку и передачу информации с помощью технических средств. Но без быстрой и качественной передачи информации первые три процесса для человечества теряют свое значение. Эту задачу призваны решить компьютерные коммуникации.

В качестве основы применения таких технологий выступают компьютерные сети Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Наиболее перспективными и эффективными среди используемых сегодня компьютерных технологий обработки информации являются сетевые.

Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств, и даже одновременной работы с документами.

Компьютерная сеть — это два или несколько компьютеров, соединенных между собой для обмена информацией.

Основное назначение компьютерных сетей – организация совместного использования ресурсов и осуществление обмена данными между компьютерами в реальном масштабе времени.

Ресурсы — это данные, программы и периферийные устройства.

Компьютер, подключенный к сети, называется сетевым.

Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и позволяет пользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также периферийных устройств (принтеров, плоттеров, дисков, модемов и др.), подключенных к сети.

По размерам и технологии соединения компьютерные сети можно разделить на:

• локальные вычислительные сети (ЛВС), которые объединяют компьютеры ограниченного числа пользователей, находящихся в одном помещении, посредством прямого кабельного соединения (напр., сеть небольшого офиса);

• глобальные сети, обеспечивающие связь компьютеров и локальных сетей, разбросанных на значительных территориях (напр., Интернет);

• региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента);

• корпоративные сети, которые предназначены для объединения компьютеров замкнутой группы пользователей, напр., сотрудников крупной фирмы, и используют технологии соединения локальной и глобальной сетей, при этом в них применяется централизованное администрирование и единая политика безопасности.

По типу взаимодействия компьютеров компьютерные сети можно разделить на:

• одноранговые (небольшие локальные сети, в которых все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети);

• иерархические (имеется один или несколько специальных компьютеров, на которых хранится информация, совместно используемая пользователями. Сетевой компьютер, имеющий принтер или другие ресурсы, которыми могут пользоваться остальные компьютеры сети, называется сервером. Сетевой компьютер, который использует ресурсы сервера, называется клиентом, или рабочей станцией).

Иерархические сети иногда называют сетями с выделенным сервером. Такие сети работают под управлением одного или нескольких серверов. На сервере, как правило, устанавливается сетевая операционная система. Наиболее распространенными сегодня сетевыми операционными системами являются: Windows NT Server. Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов клиентов и для управления защитой файлов и папок. Сети с выделенным сервером используются в основном для построения вычислительных систем, имеющих в своем составе 10 и более компьютеров, когда необходимо осуществлять совместную работу с какими-либо программами и приложениями (напр., с базами данных, с которыми одновременно работают несколько пользователей). Эти и другие функции выполняет выделенный сервер (мощный высокопроизводительный компьютер с большими возможностями по хранению и обработке информации).

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер).

Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиального, витой пары, оптоволоконного).

Основной функцией сетевого адаптера является передача и прием информации в сети. В настоящее время наиболее часто используются сетевые адаптеры типа EtherNet, которые могут объединять в сеть компьютеры различных аппаратных и программных платформ (IBM-совместимые, Macintosh, Unix-компьютеры).

Важнейшей характеристикой локальных сетей, которая определяется типом используемых сетевых адаптеров и кабелей, является скорость передачи информации по сети. Скорость передачи информации по локальной сети обычно находится в диапазоне от 10 до 100 Мбит/с.

Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети.

В зависимости от характера коммутации массивов обрабатываемой информации компьютерные сети традиционно делятся на сети с топологией (структурой) следующих видов:

• тип звезда (предполагает соединение компьютеров в одной точке, т.е. к каждому компьютеру подходит отдельный кабель из одного центрального узла; обычно при такой схеме соединения центральным узлом является более мощный компьютер);

• линейная шина, или магистраль (вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой);

• кольцевая (предполагает последовательное соединение компьютеров с каналами передачи данных так, что образуется замкнутая цепь с однонаправленной передачей информации).

Звездная топология сети, как правило, имеет наибольшую пропускную способность, но если центральный узел не дублируется, его поломка приводит к выходу из строя всей сети.

Преимущества локальной сети типа звезда перед локальной сетью типа линейная шина состоит в том, что при выходе из строя сетевого кабеля у одного компьютера, локальная сеть в целом продолжает функционировать.

Шинная топология сети обладает наибольшей простотой, а значит, и наименьшей стоимостью. В связи с этим в небольших локальных сетях (как правило, до 7 компьютеров) эта топология получила наибольшее распространение.

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Интернет.

Интернет – это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая десятки миллионов компьютеров.

В каждой такой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета). Основу Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети. К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей.

Всемирная паутина – это вольный перевод английского словосочетания World Wide Web, которое часто обозначается WWW или Web.

В основу технологии развития WWW положена технология гипертекста, распространенная на все компьютеры, подключенные к сети Интернет.

Суть технологии гипертекста состоит в том, что текст структурируется, т. е. в нем выделяются слова-ссылки. При активизации ссылки (например, с помощью щелчка мышью) происходит переход на фрагмент текста, заданный в ссылке. Ссылки в документе обычно выделяются цветом и подчеркиванием.

Технология WWW позволяет создавать ссылки (гиперссылки), которые реализуют переходы не только внутри исходного документа, но и на любой другой документ, находящийся на данном компьютере и на любой документ любого компьютера, подключенного в данный момент к Интернету. В качестве указателей ссылок могут использоваться не только фрагменты текста, но и графические изображения.

Серверы Интернета, реализующие WWW-технологию, называются Web-серверами, а документы, реализованные по технологии WWW, называются Web-страницами.

Web-страница может содержать информацию, представленную в различных формах: текст, таблицы, графику, анимацию, а также звук и видео.

Просмотр Web-страниц осуществляется с помощью специальных программ просмотра – браузеров. В настоящее время наиболее распространенными браузерами являются Internet Explorer (Обозреватель) и Netscape Communicator (Коммуникатор).

Создание Web-страниц осуществляется с помощью языка разметки гипертекста (Hyper Text Markup Language – HTML).

Основа используемой в HTML технологии состоит в том, что в обычный текстовый документ вставляются управляющие символы (тэги), и в результате получаем текст, который при просмотре в браузере мы видим в форме Web-страницы. С помощью тэгов можно изменять размер, начертание и цвет символов, определять положение текста на странице, вставлять гиперссылки, графические изображения, анимацию, звук и видео, изменять цвет фона и т. д.

Для создания и редактирования Web-страниц можно использовать простейший текстовый редактор (например, Блокнот – стандартную программу Windows), который создает документ, не содержащий собственных управляющих символов форматирования текста.

Электронная почта (e-mail) – наиболее распространенный сервис Интернета, т. к. является первой информационной услугой компьютерных сетей и не требует высокоскоростных и качественных линий связи.

Преимущества электронной почты:

• скорость пересылки сообщений;

• электронное письмо может содержать не только текстовое сообщение, но и вложенные файлы (программы, графику, звук и т. д.);

• письмо можно послать сразу нескольким абонентам.

Однако не рекомендуется пересылать по почте слишком большие файлы, т. к. это замедляет работу сети. Для того чтобы это не происходило, на некоторых почтовых серверах вводятся ограничения на размер пересылаемых сообщений.

Для того, чтобы электронное письмо дошло до адресата, оно обязательно должно содержать адрес электронной почты получателя письма.

Адрес электронной почты записывается по определенной форме: user_name@server_name.

Первая часть почтового адреса (user_name – имя_пользователя) имеет произвольный характер и задается самим пользователем при регистрации почтового ящика; вторая часть (server_name – имя_сервера) является доменным именем почтового сервера, на котором пользователь зарегистрировал свой почтовый ящик.

Адрес электронной почты записывается только латинскими буквами и не должен содержать пробелов. Любой пользователь Интернета может зарегистрировать почтовый ящик на одном из серверов Интернета (обычно на почтовом сервере провайдера), в котором будут накапливаться передаваемые и получаемые электронные письма.

Для работы с электронной почтой в первую очередь необходимо правильно, в соответствии с полученными в процессе регистрации почтового ящика данными (имя почтового ящика, пароль и др.), настроить почтовую программу.

Почтовые программы входят в состав интегрированных приложений для работы с информационными ресурсами Интернета (Microsoft Internet Explorer, Netscape Communicator и др.). Далее, с помощью почтовой программы, создается почтовое сообщение на локальном компьютере. На этом этапе кроме написания текста сообщения необходимо указать адрес получателя сообщения, тему сообщения и вложить в сообщение при необходимости файлы. Процесс передачи сообщения начинается с подключения к Интернету и доставки его в свой почтовый ящик на удаленном почтовом сервере. Почтовый сервер сразу же отправит это сообщение через систему почтовых серверов Интернета на почтовый сервер получателя в его почтовый ящик. Адресат для получения письма должен соединиться с Интернетом и доставить почту из своего почтового ящика на удаленном почтовом сервере на свой локальный компьютер.

Почтовые программы обычно предоставляют пользователю также многочисленные дополнительные сервисы по работе с почтой (выбор адресов из адресной книги, автоматическая рассылка сообщений по указанным адресам и др.). В настоящее время предоставляют возможность бесплатно зарегистрировать почтовый ящик большое количество серверов Интернета. При работе с почтовыми ящиками, размещенными на бесплатных почтовых серверах, часто доступ к ним предоставляется через Web-интерфейс с использованием браузеров.

В Интернете существуют десятки тысяч телеконференций или новостей (news), каждая из которых посвящена обсуждению какой-либо проблемы.

Каждой конференции выделяется свой почтовый ящик на серверах Интернета, которые поддерживают работу этой телеконференции.

Пользователи могут посылать свои сообщения на любой из этих серверов. Серверы периодически синхронизируются, т. е. обмениваются содержимым почтовых ящиков телеконференций, поэтому материалы конференций в полном объеме доступны пользователю на любом таком сервере.

Принцип работы в телеконференциях практически не отличается от принципа работы с электронной почтой. Пользователь может посылать свои сообщения в любую телеконференцию и читать сообщения, посланные другими участниками.

Для передачи по сети файл разбивается на несколько частей – пакетов. Каждый пакет передается независимо от остальных. На конечном пункте в компьютере все пакеты собираются в один файл.

Чтобы сеть, состоящая из равноправных компьютеров, работала, каждому компьютеру присваивается имя, и в каждый компьютер записывается таблица имен всех компьютеров сети и таблица соединений.

Благодаря этим сведениям каждый компьютер «знает», по какому пути направить пакет. Вначале проверяется кратчайший путь, если он занят или разрушен, то проверяется следующий наиболее короткий путь и т.д.

После того, как пакеты попадут на компьютер-получатель, проверяется наличие всех пакетов, составляющих файл. Если какого-либо пакета не хватает, компьютер посылает запрос на компьютер-отправитель и сообщает, какой пакет отсутствует. Нужный пакет заново посылается адресату. Все правила кодирования и пересылки файлов записываются в сетевом протоколе.

Для этого был создан протокол IP, позволяющий делить файлы на пакеты и передавать пакеты от узла к узлу. Для объединения сетей, работающих по протоколу IP, и сетей, работающих по другим протоколам, необходимо было создать специальный межсетевой протокол.

Протокол TCP (1974 г.) обеспечивал передачу пакетов между компьютером-отправителем и компьютером-приемником, этот протокол позволял также досылать потерянные пакеты. Все эти свойства данного протокола позволили использовать его для межсетевого обмена файлами.

В 1982 г. произошло объединение двух протоколов в один – TCP / IP, который стал стандартным протоколом объединенной сети – Интернет.

Назначение адреса в TCP / IP аналогично адресу, который пишется на почтовом конверте.

Адреса в протоколе IP состоят из четырех байт, которые записываются в так называемой десятичной нотации, например: 195.170.207.234.

Очевидно, что числовая адресация удобна для машинной обработки таблиц маршрутов, но совершенно неприемлема для восприятия и запоминания человеком. В 1984 г. была введена система имен серверов в Интернете – DNS, в которой введено понятие домена.

Доменом называется часть сети, находящаяся на ограниченном пространстве и состоящая из сервера и подключенных к нему компьютеров-клиентов.

Каждый домен имеет имя. Главный сервер домена имеет это же имя. Имя сервера состоит из нескольких частей, разделенных точками (их, как минимум, две).

Обязательной частью является уникальное имя сервера. Эта часть пишется слева, затем пишется либо категория сервера, либо имя глобальной сети, в которую входит домен, либо имя страны, либо все эти имена.

Таким образом, имя домена и его главного сервера может состоять из следующих частей:

• уникального имени сервера,

• категории сервера (три символа),

• имени сети, в которой находится сервер,

• кода страны (два символа).

Найти Web-страницу или файл в Интернете можно с помощью универсального указателя ресурсов (адреса Web-страницы).

Универсальный указатель ресурсов (URL – Universal Resource Locator) включает в себя:

• протокол доступа к документу;

• доменное имя или IP-адрес сервера, на котором находится документ;

• путь к файлу;

• собственно имя файла.

protocol://domain_name/path/file_name.

Напр., http://schools.keldysh.ru/info2002/index.html

5