Тема 2.3. Компьютерные сети

Компьютерная (вычислительная) сеть - это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Абонентами сети (т.е. объектами, передающими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д.

В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:

• глобальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах.

• региональные - вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;

• локальные - вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т.д.

В общем случае компьютерная сеть представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем: сети рабочих станций, сети серверов и базовой сети передачи данных.

Рабочая станция (клиентская машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) - это компьютер, за которым непосредственно работает абонент компьютерной сети.

Сервер - это компьютер, выполняющий общие задачи компьютерной сети и предоставляющий услуги рабочим станциям.

Сеть серверов - это совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных.

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Здесь обработка данных распределяется между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент формирует запрос к серверу на выполнение сложных процедур. Сервер выполняет запрос и результаты выполнения передает клиенту. Подобная модель вычислительной сети получила название архитектуры клиент - сервер.

В одноранговой сети компьютеры равноправны по отношению друг к другу. Компьютер выступает и в роли клиента, и в роли сервера. Одноранговое разделение ресурсов является вполне приемлемым для малых офисов с 5 - 10 пользователями, объединяя их в рабочую группу.

Геометрическая схема соединения (конфигурация физического подключения) узлов сети называется топологией сети. Существует большое количество вариантов сетевых топологий, базовыми из которых являются шина, кольцо, звезда.

1) Шина. Канал связи, объединяющий узлы в сеть, образует ломаную линию - шину. Любой узел может принимать информацию в любое время, а передавать - только тогда, когда шина свободна. Данные (сигналы) передаются компьютером на шину. Каждый компьютер проверяет их, определяя, кому адресована информация, и либо принимает данные, если они посланы ему, либо игнорирует.

2) Кольцо. Узлы объединены в сеть замкнутой кривой. Передача данных осуществляется только в одном направлении. Используя кольцевую топологию, можно присоединить к сети большое количество узлов, решив проблему помех и затухания сигнала средствами сетевой платы каждого узла.

Недостатки кольцевой организации: разрыв в любом месте кольца прекращает работу всей сети.

3) Звезда. Узлы сети объединены с центром лучами. Вся информация передается через центр, что позволяет относительно просто выполнять поиск неисправностей и добавлять новые узлы без прерывания работы сети.

Для объединения локальных вычислительных сетей применяются следующие устройства:

1) Повторитель - устройство, обеспечивающее усиление и фильтрацию сигнала без изменения его информативности.

2) Мост - устройство, выполняющее функции повторителя для тех сигналов (сообщений), адреса которых удовлетворяют заранее наложенным ограничениям.

3) Маршрутизатор - это устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну операционную систему.

Это, по сути, тот же мост, но имеющий свой сетевой адрес.

4) Шлюз - специальный аппаратно-программный комплекс, предназначенный для обеспечения совместимости между сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.

Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть, соединяющую отдельные сети. Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Internet предоставляет в распоряжение своих пользователей множество всевозможных ресурсов.

Для того, чтобы информация передавалась между компьютерами независимо от используемых линий связи, типа ЭВМ и программного обеспечения, разработаны специальные протоколы передачи данных. Они работают по принципу разбиения данных на блоки определенного размера (пакеты), которые последовательно отсылаются адресату. В Internet используются два основных протокола: межсетевой протокол IP, разделяющий передаваемые данные на отдельные пакеты и снабжающий их заголовками с указанием адреса получателя, и протокол управления передачей TCP, отвечающий за правильную доставку пакета.

Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес и доменный адрес. Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Он разделяется точками на 4 блока по 8 бит каждый, которые можно записать в виде десятичного числа, не превышающего значение 255. Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост - компьютеров. Этот адрес читается в обратном порядке: вначале указывается имя компьютера, а затем имя сети, в которой он находится. Для упрощения связи абонентов сети все ее адресное пространство разбито на отдельные области - домены. В системе адресов Internet приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв. Существуют домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название.

Пример записи, использующей систему имени доменов:www.engec.ru

www – имя компьютера, принадлежащего данному домену;

engec – доменное имя сервера (получено или зарегестрировано);

ru – суффикс, определяющий принадлежность домена.

Сервисы Интернет: WWW-сервис - это связь с серверами через тексты. Одновременно можно использовать все сервера, т.к. они соединены в единое пространство.

Для поиска информации используют поисковые системы: тематические каталоги, рефераты, поисковые машины (например, www.yandex.ru, www.aport.ru)

World Wide Web («Всемирная паутина») — это гипертекстовая информационно-поисковая система в Internet. Блоки данных WWW («страницы») размещаются на отдельных компьютерах, называемых WWW-серверами (или Web-серверами) и принадлежащих отдельным организациям или частным лицам. С помощью гипертекстовых ссылок, встроенных в документы WWW, пользователь может переходить от одного документа к другому.

В основе WWW лежит протокол передачи гипертекстовых сообщений HTTP (Hypertext Transfer Protocol), а сами страницы форматируются с помощью специального гипертекстового языка описания документов HTML (Hypertext Markup Language).

Для работы с WWW используются специальные программы-клиенты, которые называются browsers ( «browse» — просматривать), а по-русски — браузерами, обозревателями.

WWW и ее программное обеспечение — это наиболее мощные и перспективные инструменты Сети. Они обеспечивают пользователям доступ практически ко всем перечисленным выше ресурсам (FTP, Gopher, WAIS и др.).

FTP— сервис обеспечивающий доступ к файлам других компьютеров сети по протоколу FTP.

Протокол FTP (протокол передачи файлов) оптимизирован для передачи файлов, это и послужило причиной того, что программы, использующие этот протокол, стали частью отдельного сервиса Интернет.

FTP-сервер это компьютер, с которым пользователи, зарегистрированные на этом компьютере (имеющие на нем учетную запись с именем пользователя и паролем), могут соединиться по протоколу FTP.

FTP-клиент это программа, всегда поставляющаяся с операционной системой (ftp), позволяющая подключаться к FTP-серверу и выполнять на нем какие-нибудь действия (закачка, удаление, копирование и т.д.).