Практична робота № 1 комп’ютерні мережі та принципи їх організації

При фізичному з’єднанні двох і більше комп’ютерів утворюються комп’ютерні мережі.

Назва всіх видів комп’ютерних мереж визначається двома функціями:

• забезпечення спільної роботи комп’ютерів і інших пристроїв колективного користування (принтера, сканера та ін.).

• забезпечення доступу і спільного використання апаратних, програмних і інформаційних ресурсів мережі (дискового простору, колективних баз даних тощо).

За винятком однорангових мереж, в яких комп’ютери рівноправні, архітектурний принцип побудови таких мереж називається "клієнт – сервер".

Сервер – комп’ютер мережі, який надає свої програмні і апаратні ресурси користувачам мережі для зберігання даних, виконання програм і інших послуг (наприклад, організація доступу до спільної бази даних, що забезпечує спільне використання пристроїв вводу/виводу і взаємодію користувачів).

Клієнт – компонент архітектури "клієнт – сервер", який користується послугами сервера. Часто в якості клієнта виступають програми, які мають доступ до інформаційних ресурсів або пристроїв клієнта. Для підключення до серверу користувач робочої станції повинен отримати власне регістраційне ім’я та пароль.

До переваг мереж з архітектурою "клієнт – сервер" відносяться централізоване управління ресурсами мережі, безпечність і швидкість доступу. Міроприємства з реалізації цих властивостей називаються адмініструванням мережі.

За територіально-організаційними ознаками комп’ютерні мережі прийнято поділяти на локальні - LAN (Local Area Network) і глобальні - WAN (Wide Area Network).

Локальні мережі охоплюють підприємства, групу установ або район і використовують єдиний високошвидкісний канал передачі даних.

Глобальні мережі поширюють свою дію по всьому світу і використовують всі канали зв’язку, включаючи супутникові.

В великих комерційних і освітніх організаціях для ведення робіт активно використовують локальні мережі, побудовані на основі єдиних стандартів, прийнятих в глобальних мережах. В залежності від розв’язуваних задач і міроприємств, запеспечуючих безпеку роботи і доступ до мережі, їх поділяють на внутрішні (Intranet) і зовнішні (Extranet) корпоративні мережі.

Комп’ютерна мережа Інтернет – це глобальна мережа, яка включає мережі різних рівнів, комп’ютери і термінали (для вводу і відображення даних). Підключення віддалених користувачів і локальних мереж через телефонні канали до Інтернет виконується через модеми – прилади, які перетворюють цифрові сигнали комп’ютерів в аналогові, що передаються по каналах зв’язку, і навпаки.

Швидкість передачі, яку може забезпечити модем при зв’язку з Інтернет по стандартних телефонних каналах, може змінюватися до 33,6 Кбіт/с. Однак якість каналів зв’язку вносить суттєві обмеження на реальну швидкість передачі.

Повноцінну роботу в Інтернет можуть забезпечити сучасні цифрові лінії зв’язку, що застосовують технологію ISDN (Integrated Services Digital Network). Такі лінії зв’язку дозволяють отримувати інтегровані послуги інфокомунікацій при швидкості передачі від 64 до - 2048 Кбіт/с.

При створенні комп’ютерних мереж важливим являється забезпечення сумісності за електричними і механічними характеристиками та сумісності інформаційного забезпечення (програм і даних) по системі кодування і формату даних.

Вирішення цих проблем ґрунтується на так званій моделі взаємодії відкритих систем OSI (Model of Open System Interconnections). Стандарти цієї моделі розроблені Міжнародним інститутом стандартів (International Standards Organization) - ISO.

Згідно моделі ISO/OSI архітектуру мережі потрібно розглядати на різних рівнях (загальна кількість рівнів – до 7).

Самий верхній рівень – прикладний, де прикладні програми взаємодіють з обчислювальною системою. Найнижчий – фізичний, він забезпечує доступ до середовища передачі даних між пристроями. Обмін даними в мережі відбувається в результаті їх переміщення з верхнього рівня до нижчого, потім транспортування і, нарешті, зворотне перетворення на комп’ютері клієнта в результаті переміщення даних з нижчого рівня на верхній.

Спеціальні стандарти – протоколи, забезпечують необхідну сумісність на кожному рівні. Протоколи можуть бути реалізовані апаратно-програмними засобами, тому програми, які підтримують протокол, називаються також протоколами.

В Інтернет всі дані пересилаються у вигляді пакетів. Пакет – це спеціальна послідовність біт, що власне і несуть дані, а також службову інформацію про адреси одержувачів і відправників інформації, номер пакету, коди для перевірки його цілісності і інші. Загальна довжина пакету складає від 100 до 2000 байт.

Кожний пакет може рухатися по мережі своїм маршрутом, що робить мережу незалежною від аварії або блокування окремого вузла. Пере направленням пакетів в залежності від навантаження мережі займаються маршрутизатори. А тимчасове зберігання пакетів в місцях пересилання дозволяє виконати перевірку їх цілісності і виконати перезапит пошкоджених пакетів.

Основу мережі Інтернет складає група протоколів TCP/IP.

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) – транспортного рівня, він управляє тим, як проходить передача інформації (дані «нарізаються» на пакети і маркіруються).

IP (Internet Protocol) – протокол мережного рівня додає до пакету IP-адресу одержувача і відправника і відповідає на запитання як прокласти маршрут для доставки інформації.

Кожний комп’ютер, підключений до мережі – хост, має свій унікальний IP-адрес. Цкй адрес виражається чотирма байтами, наприклад, например: 234.049.123.101, і реєструється в Інформаційному центрі мережі – InterNIC або в Network Solutions Inc (NSI). Організація IP-адреса така, що кожний комп’ютер, через який проходить TCP-пакет, може визначати, кому з найближчих «сусідів» його можна переслати.

Для комфорту користувачів в Інтернет введена доменна адресація. Домени - групи комп’ютерів, які мають єдине управління і утворюють ієрархічну структуру. Доменне ім’я відображає ієрархію доменів і складається із сегментів, розділених крапкою. Наприклад, interweb.spb.ru – адрес електронної довідкової системи в Санкт Петербурзі. Самий останній (справа) називається іменем домена верхнього рівня. Серед них розрізняють географічні і тематичні.

Географічні адреси, частіше всього складаються з двох літер, визначають належність власника імені до мережі визначеної країни. Наприклад, ru – Росія, de – Германія, us – США та інші.

Тематичні адреси, звичайно складаються з трьох і чотирьох літер, дозволяють визначати сферу діяльності їх власників. Наприклад, edu – освітні заклади, com – комерційні організації, store – Інтернет-магазини.

Для встановлення з’єднання між комп’ютерами в мережі потрібно знати адрес домена, що включає цей комп’ютер.