Глобальные компьютерные сети

Литература

● Основная

1. Изтлеуов М.К. и др., Информатика, Актобе, 2005,

● Дополнительная

1. Методическая разработка по теме составленная кафедрой

Тесты

Сборник тестов по Информатике тема: Компьютерная сеть, стр 116

 

Информационно-дидактический блок (аннотация, пособия)

Для связи с внешними (периферийными) устройствами компьютер имеет порты. Через эти порты компьютер способен передавать и принимать информацию. Если через эти порты соединить два или несколько компьютеров, то они смогут обмениваться информацией между собой. В этом случае они образуют компьютерную сеть.

Компьютерная сеть - это объединение отдельных компьютеров, дающее возможность совместно использовать ресурсы (диски, файлы, принтеры, коммуникационное оборудование)- другими словами способ общения компьютеров, каждый из которых мог общаться с другим и разделять ресурсы.

Чтобы сеть функционировала, необходимо специальное программное и аппаратное обеспечение. С помощью сети можно оперативно посмотреть любую информацию, находящуюся в любом из подключенных компьютеров.

Приведем примеры компьютерных сетей, с которыми вы можете сталкиваться ежедневно. Это объединение в сеть компьютеров в учебном компьютерном классе, в котором вы сейчас занимаетесь.

Это системы продажи железнодорожных или авиационных билетов, в которых участвуют одновременно сотни и тысячи компьютеров по всей стране. Это глобальная информационная сеть Интернет, число пользователей которой вообще невозможно сосчитать. Кроме того, компьютерная сеть имеется сейчас на любом предприятии: заводе, фирме, банке, потому что без сети невозможна эффективная производственная, торговая или финансовая деятельность.

Сети компьютеров различаются по своим масштабам и возмож­ностям. Самые небольшие из сетей, называемые локальными сетями, могут служить для соединения нескольких компьютеров. Такие сети часто создаются для совместного использования ресурсов (дисководов, принтеров, сканеров и другого дорогостоящего оборудования).

Компьютер подключают к сети через сетевую плату, модем или линии ISDN (сокр. от Integrated Services Digital Network - Цифровая Сеть Встроенных Услуг). При подключении к сети по телефонным линиям нужна не сетевая плата, а модем.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) - это сети, объединяющие небольшое число компьютеров (обычно до 100) и существующие в рамках одной организации или предприятия.

ЛВС могут объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве (в одной комнате, в одном здании, на одной площадке, на территории завода или станции). Локальные сети создаются обычно в организациях и учреждениях для тесного информационного и технологического взаимодействия между различными подразделениями, сотрудниками.

Компьютеры локальной сети соединены между собой относительно короткими линиями связи (обычно десятки и сотни метров). Поэтому по ЛВС можно с высокой скоростью передавать цифровую информацию. Однако для качественной передачи информации линии связи не должны быть очень длинными, чтобы затухание сигнала и величина помех не оказались чересчур высокими. При использовании обыкновенного кабельного соединения длина сети обычно ограничивается расстоянием 2-2,5 км, применение специальных устройств соединения (оптико-волоконных кабелей, электромагнитных передатчиков и приемников и др) длина локальной сети может быть на много больше.

Топология локальной сети

Конфигурация локальной сети называется тоnoлогией.

1. Наиболее простой вид топологии - шина. В такой сети все компьютеры подключены к одному кабелю параллельно друг другу (рис.1). Положительная сторона такой топологии заключается, во-первых, в том что выход из строя одного или нескольких из компьютеров не влияет на работу сети, во-вторых самая дешевая из разновидностей сетей. В такой сети все компьютеры равноправны. Негативная сторона шинной топологии кабель не может быть сколь угодно длинным, так как в кабеле происходит затухание электрического сигнала, то на некотором расстоянии сигнал может полностью исчезнуть.

2. На шину похожа и структура, которая называется кольцо. 3десь компьютеры соединяются друг с другом последовательно в виде замкнутого кольца (рис. 2). Такая сеть неудобна тем, что поломка или повреждение хотя бы одного из компьютеров может привести выхода из строя всей сети. В этой сети как и в шинной топологии все компьютеры равноправны.

3. Топология сети, представляющая непосредственное соединение нескольких компьютеров, называемых рабочей группой, к одному компьютеру, назывется звездой (рис.3). Специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети и являющися центральным, называется файловым сервером или просто сервером. Выход из строя одного или нескольких компьютеров рабочей группы не влияет на работу сети. Именно эта топология является основой современных сетей.

4. Топологию сети, состоящую из соединения файловых серверов рабочих групп к одному центральному серверу, называют снежинкой (рис 4).

От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения. Топологию выбирают исходя из потребностей организации. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем оптимально может быть применена схема снежинка.

Назначение локальной сети

Локальные сети обеспечивают:

- Хранение информации на специализированных серверах, что дает возможность нескольким пользователям работать с одними и теми же данными.

- Хранение программных средств, используемых несколькими пользователями, в единственном экземпляре на дисках файловых серверов.

- Документооборот и коллективную работу пользователей с использованием средств электронной почты и группового планирования.

- Совместное использование сетевых принтеров.

- Доступ к Интернету.

- Централизованную защиту и резервное копирование информации.

Группа компьютеров, имеющих общую базу данных каталога, централизованный подход к разделению сетевых ресурсов и единую политику защиты, носит название домена.

Каждому домену присваивается уникальное имя. База данных каталога домена хранится на контроллере домена. Каждый домен может иметь только один главный контроллер. Желательно иметь один или несколько резервных контроллеров домена.

ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Соединение множества локальных сетей создают межсетевое объединение и организуют региональную компьютерную сеть. Такая сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать пользователей внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Расстояния между абонентами регинальной вычислительной сети может составлять десятки - сотни километров. Сети в разных регионах или отраслях могут работать по разным протоколам. Например, Министерство образования может иметь свою национальную сеть, а Министерство печати ­свою. Эти сети могут охватывать всю страну, но нигде не пересекаться.

При соединении множества региональных сетей возникает и образуется глобальная компьютерная сеть. Глобальная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных стрнах, на различных континентах и всего земного шара. Взаимодействие между пользователями такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволяют решать проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Если две или больше чем два сетей работают используя различные протоколы, то при пересечении таких сетей необходима специальный компьютер или специальная программа. Такие компьютеры или программы должны переводить форматы данных в однолй сети на фолрматы данных другой сети, так чтобы пользователь мог ими воспользховаться. Такие компьютеры или программы называются шлюзами. Устройство объединяющий две сет и работающие с одинаковыми протоколами называются мостом.

Всемирная информационная сеть (WWW) – служба, которая находит гипертекстовые и графические документы и создает возможность использования их.

Интернет

В настоящее время в мире насчитываются сотни тысяч больших и малых сетей. Большинство из них уже соединены так постепенно образовалось единое информационное поле, состоящее из миллионов взаимосвязанных компьютеров. Это единое информационное пространство и называют Интернетом. Самое простое определение звучит так: Интернет - это сеть сетей, т.е.наиболее популярная глобальная авычислительная компьютерная сеть.

Структуру Интернета составляют компьютеры самых разных типов. Те из них, которые подключены постоянно и участвуют в передаче данных между другими участниками сети, называются серверами. Несмотря на то, что многие из серверов не­совместимы программно, вся система функционирует надежно благодаря тому, что каждый сервер использует стандартный протокол передачи данных – ТСР/IР.

Согласно протоколу TCP/IP, все данные, циркулирующие в информационном поле, разбиваются на небольшие блоки и вложены в пакеты. Каждый пакет кроме данных, вложенных в него, имеет заголовок длиной всего 20 байтов. Несмотря на такой небольшой размер, в этом заголовке содержатся и адрес отправителя, и адрес получателя, и прочая информация, необходимая для правильной сборки пакетов в пункте назначения. Пакеты переходят с одного сервера на другой и далее пересылаются на следующий сервер, находящийся "ближе" к адресату.

Адреса Интернета

Протокол ТСР/IР дает возможность определить язык, на котором общаются соединенные между собой компьютеров - это на самом деле не один протокол, а два. Первый – ТСР- Протокол управления передачей дает возможность установить стандарт для определения типа в информации, содержащейся данных и отвечает за то, как информация разделяется на пакеты и как потом собирается в полный документ. Второй протокол – IP. Протокол Internet (IP)- это стандарт используемый компьютерами для передачи информации по Internet.

Межузловой протокол (PPP) дает возможность установить быстрый и надежный способ подсоединения компьютеров в Internet через последовательный канал связи - отвечает за то, как эти пакеты передаются в сети и как они достигают адресата. Протокол - набор правил, который компьютер использует для взаимодействия с сетью. Протокол передачи файлов – это программа передачи файлов по Internet по запросам пользователей.

Все компьютеры, включенные во всемирную сеть, работают в автоматическом режиме, без участия людей. Промежуточные серверы, пересылающие пакеты, не могут и не должны знать, где находятся отправитель и получатель. Их задача простая ­переслать пакет своему соседу, который находится к получателю ближе, чем они сами. Что такое «ближе» и что такое «дальше», сервер определяет по четырем байтам адреса, которые можно представить в виде w.x.y.z, где эти величины могут принимать числовые значения от 0 до 255, например 198.137.240.100, т.е. w=198, x=137, y=240, z=100. Такая форма записи адреса называется IP адресом. Эта форма удобна для компьютеров, но неудобна для людей. Запоминать такие адреса трудно. Поэтому существует и другая, более удобная форма записи, использующая систему имен доменов (DNS)- способ преобразования Internet адресов в понятные компьютеру IP адрес. Смысл величин w, x, y, z в IP-адресе зависят от класса сети.

В IP-адресе сети класса А

· w номер главной сети (домен первого уровня) и принимает значения от 0 до 127, отсюда следует что количество таких сетей не превышает N_сА=128;

· x, y, z определяют номер компьютера в сети А, тогда количество компьютеров в каждой из главных сетей N_кА=N_x*N_y*N_z=256*256*256=2⁸*2⁸*2⁸=2²⁴=1 677 7216 и всего компьютеров в сети А будет N_А=N_сА*N_кА=128*16777216=2⁷*2²⁴=2³¹=2 147 483 648

В IP-адресе сети класса B

· w номер главной сети (домен первого уровня) и принимает значения от 128 до 191 и поэтому количество главных сетей этого класса N_wВ =191-127 = 64 = 2⁶;

· х номер подсети может принимать значения от 0 до 255, поэтому в каждой главной сети будет N_x=256=2⁸ подсетей. Отсюда следует, что количество подсетей класса В N_сВ=N_w*N_y=64*256= 2⁶*2⁸= 2¹⁴=16384.

· y, z определяют номер компьютера в сети В, тогда количество компьютеров в каждой из подсетей сети N_кпВ=N_y*N_z=256*256=2⁸*2⁸=2¹⁶=65 536. Количество всех компьютеров в сети В N_В= N_сВ*N_кпВ=2¹⁴*2¹⁶=2³⁰=1 073 741 824.

В IP-адресе сети класса С

· w номер главной сети (домен первого уровня) и принимает значения от 192 до 223 и поэтому количество главных сетей этого класса N_wС =223-191 = 32 = 2⁵;

· х и y определяют номер подсети и каждый из них может принимать значения от 0 до 255, поэтому в каждой главной сети будет N_xу=256*256=2⁸*2⁸=2¹⁶=65 536 подсетей. Отсюда следует, что количество подсетей класса С N_сС=N_wС* N_xу=32*65536= 2⁵*2¹⁶= 2²¹=2 097 152.

· z, принимающий значения от 0 до 255, определяет номер компьютера в подсети В, тогда количество компьютеров в каждой подсети N_z=256=2⁸ и всего компьютеров в сети С будет N_кС=N_сС*N_z=2²¹*2⁸=2 097 152*256=2²⁹=536 870 912.

Значения w от 224 до 255 даются служебным D и Е сетям.

Класс сети	w	Номер главной сети	Номер подсети	Номер компьютера	Количество сетей	Количество компьютеров
A	1-126	w		x.y.z
B	128-191	w	х	y.z
C	192-223	w	х.у	z

Доменный интернет адрес компьютера, как минимум, включающий два уровня доменов отделяющихся друг от друга точкой, указывается латинскими буквами и в отличие от цифрового IP-адреса читается в обратном порядке и очень удобен для запоминания, например, tutor.sptu.edu, где edu – домен первого уровня, определяющий принадлежность домена sptu, sptu – домен второго уровня, является доменным именем сервера и поддоменом edu, tutor – домен третьего уровня личное имя компьютера и поддомен sptu.

Интернет адресами пользователей обычно являются их регистрационные имена, например victor, на компьютере подключенном к сети. За именем ставится знак @ и дальше присоединяется доменный адрес компьютера: victor@tutor.sptu.edu

Домен первого уровня в доменном имени компьютера называют еще и суффиксом, определяющим принадлежность домена. Наиболее распространены следующие суффиксы:

соm - сервер принадлежит коммерческой организации;

gov - сервер принадлежит правительственной организации;

edu - сервер учебного заведения.

Такая система принята в США. В других странах вместо типа сервера указывают код страны, например:

fr - Франция;

ru - Россия;

kz - Казахстан.

Информация Internet представлена на Web-сайтах (сайт, Интернет-ресурс, портал) - совокупность Web – страниц (рис 5), объединенных общей тематикой, навигацией, общий URL – адресом, связанных между собой гиперссылками и расположенных на одном сервере. Каждый Web- сайт имеет уникальный адрес – URL (от англ. Слов Uniform Resource Locator универсальный идентификатор ресурсов – сетевой адрес), по котором его можно отыскать в сети и определяет компьютер, на котором расположена Web-страница.

Типичный URL для Web-сайта имеет вид: http: //www.имя.домен. Имя употребляется для идентификации сайта. Так адрес официального сайта Президента РК Н.А.Назарбаева: http: // www.akorda.kz. А адрес сайта Правительства http: // www.government.kz. В адресе универсального указателя ресурсов (URL), например, http://www:yahoo.com/Health/Medicine первая часть http – протокол, сообщающий что пользователь желает получить доступ к Web-странице, вторая часть www:yahoo.com указывает на имя компьютера или WWW сервера, на котором расположена Web-страница, третья часть Health/Medicine указывает на названия папок сервера, где расположен искомый документ. Данный URL адрес дает возможность получить список всех документов (Web-страниц) содержащихся в папке Medicine. Если же интересует определенный документ этой папки, то к URL адресу можно добавить четвертую часть – имя файла: http://www:yahoo.com/Health/Medicine/qq.jpg

Выбор поставщика услуг Internet.

Провайдер – это фирма которая предоставляет Internet-услуги организациям и частным лицам.

В качестве провайдеров могут выступать как частные специализированные фирмы, так и крупные телефонные пейджинговые компании и т.д.

Как подключиться к сети Internet.?

Удаленный доступ – это программа устанавливающая связь между компьютерами посредством модема. Для подключения к сети Internet компьютеру необходимы сетевая плата и модем. Модем (сокращение слова Модулятор/ДЕМодулятор)-устрой­ство, которое на стороне передатчика обеспечивает пре­образование цифрового сигнала компьютера в модулированный аналоговый сигнал, а на стороне приемника выполняет обратное преобразование сигналов.

С помощью модемов множество индивидуальных пользователей подключаются к региональным и ведомственным коммерческим сетям, к Интернету, а также пользуются электронной почтой и участвуют в телеконференциях.

Модем – это устройство, позволяющее компьютерам обмениваться данными через телефонные или иные линии связи. Для модемного способа соединения пользователь должен заключить с провайдером соглашения об условиях работы в Internet. От провайдера пользователь получает имя пользователя (USER), пароль (password), и номер удаленного телефона, по которым он будет подключать свой компьютер к Internet через собственную телефонную консоль.

Работа в Интернете

Чтобы подключиться к Интернету, надо подсоединить ваш компьютер к другому компьютеру, имеющему постоянный IР-адрес. Такие организации, предоставляющие услуги по подключению к сети, называются сервис· провайдерами.

Например сервис - провайдерами в г. Семипалатинске являются: Казахтелеком, Мегалайн.

Крупные организации постоянно подключают свои локальные сети к Интернету и становятся как бы сами частью этой сети. Частные лица и малые предприятия подключаются к сети через провайдеры с помощью модемов и телефонных каналов.

Если в организации действует локальная сеть, объединяющая десятки рабочих мест, то иметь одну выделенную линию очень удобно. В Интернет можно выходить с любого компьютера такой локальной сети.

Службы Интернета

Создав соединение с компьютером поставщика услуг, мы выпол­нили физическое подключение к Интернету, но еще не начали работу во всемирной сети. Для этого нужны дополнительные программы. Выбор этих программ зависит от того, с какой службой Интернета мы намерены работать. В Интернете действуют несколько различных служб, предоставляющих разные виды услуг.

СЛУЖБА GOPHER. Распределенная запросно-поисковая система, обеспечивающая доступ к иерархическим информационным хранилищам в сети Internet через гоферовский сервер посредством простого протокола

Gopher - это распределенная служба доставки документов. Он позволяет пользователям запрашивать, искать и получать информацию, находящуюся в различных местах. Информация предъявляется пользователю в виде серий вложенных меню. Несмотря на то, что отдельные файлы или даже целые опции меню могут находиться в различных местах, для пользователя все выглядит, как если бы это находилось в одном месте.

Кроме того, его связь с другими Gopher - серверами создает широкую сетевую кооперацию в форме глобальной Gopher сети (Gopherspace). Gopher поддерживает разные типы файлов – текстовые, звуковые, программные и т. д.

ТЕЛЕКОНФЕРЕНЦИИ USENET.

Система Usenet была разработана для перемещения новостей между компьютерами по всему миру. В дальнейшем она практически полностью интегрировалась в Internet, и теперь Internet обеспечивает распространение всех ее сообщений. Серверы Usenet имеют средства для разделения телеконференций по темам.

Управляют доступом к службе Usenet специальные программы, позволяющие выбирать телеконференции, работать с цепочками сообщений и читать сообщения и ответы на них. Эти программа выполняют такую функцию, как подписка на телеконференции. Программа также позволяет сделать тематический выбор и обеспечит пользователя сообщениями по интересующему его направлению.

Почта Интернета

Е- mail (Electronic Mail), или электронная почта, - способ обмена информацией путем рассылки по сети сообщений, адресованных конкретным абонентам. Каждый, кто подключается к Интернету, автоматически получает электронный почтовый адрес. На сервере, к которому происходит подключение, создается электронный «почтовый ящик» (папка на жестком диске). Все сообщения, поступившие от других людей, на ваш адрес, накапливаются в этом «ящике» до физического соединения с сервером. Как только оно произойдет, все содержимое ящика переместится в папку Входящие на жестком диске. Аналогичным образом происходит и отправка электронной почты. При соединении с почтовым сервером происходит автоматическая пересылка сообщений, скопившихся в папке Исходящие.

Электронная почта отличается от обычной почты оператив­ностью - доставка сообщения в любую точку мира занимает всего несколько часов, и дешевизной - эту услугу можно считать практически бесплатной, поскольку каждому клиенту Интернета адрес выдается автоматически. Адрес электронной почты, т.е. e-mail адрес выглядит следующим образом: askar@relcom.kz – где, askar - название почтового ящика, relcom.kz – название почтового сервера, т.е. почтовый ящик askar находится в почтовом сервере relcom.kz.

World Wide Web (WWW) - это самая известная и самая популярная служба Интернета. служба, которая позволяет находить и использовать гипертекстовые и графические документы на различных серверах Часто ее называют просто Web. Популярность этой службы так велика, что многие полагают, что это и есть Интернет. На самом деле это лишь одна из служб Интернета, хотя часто знакомство с Интернетом начинается с нее.

И электронная почта, и система телеконференций - это как бы «заочные» системы обмена информацией. Открывая свой «почто­вый ЯЩИК», мы видим, что в него поступило. Служба World Wide Web предназначена для «очной», т. е. интерактивной работы. Она предоставляет возможность поиска и сбора информации. Работа в WWW похожа на виртуальное путешествие по миру с изучением Интересных мест.

В основе World Wide Web лежат два понятия: формат документов HTML и гипертекстовые Ссылки.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: