Федеральное агентство по образованию
Нижегородский государственный университет
имени Н.И. Лобачевского
Экономический факультет
Кафедра экономической информатики
Методическое пособие
По общему курсу
“Интернет-технологии”
специальности 061100 “Менеджмент”
|
Составитель: ассистент кафедры «Экономическая информатика» экономического факультета ННГУ А. Г. Поляков |
Нижний Новгород
2006
Содержание
Содержание 2
Лекция 1. Введение в компьютерные сети 3
Аннотация 3
1.1. Понятие вычислительной (компьютерной) сети. Структура и компоненты сети 3
Рис. 1.1. Передача байта данных при последовательном способе передачи данных 4
Рис. 1.2. Передача байта данных при параллельном способе 4
Рис. 1.3. Симплексный, полудуплексный и дуплексный методы передачи данных 5
1.2. Топологии сетей. Способы разрешения конфликтов при передаче данных в сети 7
Рис. 1.4. Сеть с топологией «звезда» 8
Рис. 1.5. Сеть с топологией «кольцо» 9
Рис. 1.6. Сеть с топологией «шина» 9
1.3. Интернет как объединение компьютерных сетей 10
Рис. 1.7. Несколько сетей, входящих в межсетевое объединение 11
1.3.1. Повторители 11
1.3.2. Мосты 12
1.3.3. Маршрутизаторы 12
1.3.4. Шлюзы 13
Заключение 13
Лекция 1. Введение в компьютерные сети Аннотация
В настоящее время сеть Интернет перестала восприниматься как нечто диковинное и превратилась в привычного поседневного спутника жизни миллионов людей. Интернет широко используется практически во всех сферах жизнедеятельности общества: науке, культуре, образовании, индустрии развлечений, бизнесе. С каждым годом число пользователей сети Интернет растет, появляются новые и новые ресурсы, подключаются новые узлы. Огромное влияние развитие Интернет оказало на экономические взаимоотношения, на способы ведения бизнеса. Поэтому будущий специалист в области управления должен иметь представление о принципах организации Интернет и тех новых возможностях, которые он предоставляет для системы управления предприятием. Рассмотрению этих вопросов посвящен курс «Интернет-технологии».
1.1. Понятие вычислительной (компьютерной) сети. Структура и компоненты сети
Компьютерная сеть (network) – два или более компьютера, объединенные с помощью физических каналов передачи данных и обменивающиеся между собой сообщениями в соответствии с заранее принятыми соглашениями о порядке и способе обмена. Принципы обмена сообщениями не зависят от количества составляющих сеть компьютеров (количества узлов сети), поэтому для их описания достаточно рассмотреть случай обмена данными между двумя узлами.
Сообщение – это последовательность байт информации, передаваемых от одного узла (компьютера) сети к другому.
Под физическим каналом передачи данных будем понимать некую физическую среду, позволяющую передавать аналоговые и (или) цифровые электрические сигналы. В качестве примеров каналов связи можно привести: кусок проводника (кабель), радиоволны, инфракрасное излучение и т.д.
Передача по физическому каналу связи может вестись двумя способами: последовательным и параллельным.
При последовательном способе биты данных передаются по очереди, один за другим (рис. 1.1.) по одному проводу. Параллельный способ передачи предполагает за один такт времени передать сразу несколько битов (рис. 1.2.). Например, если компьютеры соединены 8-жильным кабелем, то за единицу времени можно передать сразу один байт, в то время как при последовательном соединении для передачи байта потребовалось бы 8 тактов.
-
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Рис. 1.1. Передача байта данных при последовательном способе передачи данных
-
Бит
Провод
Бит
0
1
0
1
2
1
1
3
1
1
4
1
0
5
0
1
6
1
1
7
1
1
8
1
Рис. 1.2. Передача байта данных при параллельном способе
При соединении по проводам используются три различных метода передачи данных (рис. 1.3.):
Симплексный – при этом методе данные перемещаются лишь в одном направлении;
Полудуплексный – данные перемещаются в обоих направлениях, но в разное время (т.е. в каждый момент времени передача возможна только в одном направлении);
Дуплексный – перемещение данных осуществляется в обоих направлениях одновременно.
Рис. 1.3. Симплексный, полудуплексный и дуплексный методы передачи данных
С целью обеспечения совместного использования физического канала связи несколькими абонентами используется коммутация соединений. Идея коммутации каналов может быть продемонстрирована на примере телефонной линии. При необходимости сохранения возможности звонить, к примеру, тысяче абонентов по прямому соединению, необходимо присоединить к телефонному аппарату тысячу проводов, что практически нереально. Для решения этой проблемы используется коммутация каналов, когда по одному физическому каналу связи можно обмениваться данными с множеством узлов сети.
Несколько усложнив рассмотренную модель, предположим, что каждому узлу сети необходимо обеспечить возможность соединения с любым другим узлом при условии наличия одного физического канала связи. Узлы соединяются и в течение некоторого времени обмениваются данными, занимая, таким образом, канал связи. В этом случае другие узлы сети должны ожидать своей очереди для того, чтобы выполнить обмен сообщениями. Только после того, как занявшая канал связи пара узлов освободит его, другие узлы могут соединиться между собой. Такой подход к организации взаимодействия узлов сети называется переключением (коммутацией) цепей.
Другим вариантом является коммутация пакетов. Суть коммутации пакетов состоит разбиении передаваемых данных на куски (пакеты), каждый из которых независимо от других пакетов передается получателю по каналу связи, причем пакеты одного и того же сообщения могут доставляться по разным маршрутам. Для обеспечения правильной доставки каждый пакет дополняется адресом получателя (а в ряде случаев и адресом отправителя).
Таким образом, если при цепной коммутации разрыв канала связи приводит к сбою доставки сообщения, то при пакетном способе переключения доставка пакетов может быть осуществлена по альтернативному маршруту. Большинство современных компьютерных сетей, в том числе и сеть Интернет использует пакетную коммутацию соединений. Примером практического использования коммутации цепей может служить телефонная станция, устанавливающая соединение между двумя абонентами, при котором третий абонент не может получить доступ к каналу связи с двумя разговаривающими сторонами.
Источниками и получателями сообщений, передаваемых по компьютерной сети, являются сетевые приложения (программы), запущенные на компьютерах-узлах сети. В качестве сетевых приложений могут выступать сетевые операционные системы, прикладные программы, программы просмотра web-страниц и т. д.
Для обеспечения правильной передачи и приема данных сетевые приложения, функционирующие на компьютерах, входящих в состав компьютерной сети, должны выполнять правила и соглашения о порядке обмена информацией. Набор правил и соглашений, используемых при передаче данных и обеспечивающих корректную доставку сообщения нужному адресату в пределах вычислительной сети, называется протоколом.
Таким образом, любая компьютерная сеть содержит две основные подсистемы:
Сетевые приложения, являющиеся отправителями и получателями информационных сообщений;
Подсистема доставки сообщений – транспортное средство которое обеспечивает перемещение данных от одного узла сети к другому;
В сетях с коммутацией пакетов подсистема доставки обычно состоит из двух составляющих: линии передачи данных и коммутаторов (переключателей). Данные, пересылаемые приложением-отправителем, проходят по линиям связи, встречая на своем пути коммутаторы, которые отправляют пакет в нужном направлении. Линии передачи данных – это физические элементы сети, соединяющие коммутаторы между собой и обеспечивающие такое размещение данных на канале связи, чтобы они были доставлены получателю без потерь.