Компьютерные сети Internet - плюсы и минусы. Щербакова С.М., Крупина Т.А. Основные понятия для пользователей интернета по современным объединенным компьютерным сетям Что такое компьютерная сеть научные статьи

Введение
1. Локальные и глобальные сети. Назначение сетей
2. Топология локальной компьютерной сети
3. Основные компоненты компьютерной сети
4. Программные компоненты компьютерной сети
5. Отказоустойчивость и надежность хранения данных в локальных сетях
Заключение
Список использованных источников

Введение

Создание компьютерный сетей вызвано потребностью совместного использования информации на удаленных друг от друга компьютерах.

Основное назначение компьютерных сетей – совместное использование ресурсов и осуществление связи как внутри одной организации, так и за ее пределами.

Ресурсы – это данные, приложения, периферийные устройства, такие, как cd-rom, принтер.

Все сети делятся на три типа:

• одноранговые сети;
• сети на основе сервера;
• комбинированные сети.

Локальной сетью обычно называют несколько независимых компьютеров, которые соединены между собой какими-то проводами. Если говорить более грамотным техническим языком, - снабжены коммуникационным оборудованием и подключены к единому каналу передачи данных. Если посмотреть на локальную сеть со стороны - это вечно спотыкающиеся о провода люди, крики пользователей «у всех есть сеть?», лазерный принтер, давно перекрывший свой месячный ресурс печати и страдающий хронической бумажной недостаточностью.

Согласно определению сети ЭВМ международной организации по стандартизации, сеть ЭВМ - это последовательная бит-ориентированная передача информации между связанными друг с другом независимыми устройствами. Эта сеть обычно находится в частном ведении пользователя и занимает некоторую ограниченную территорию.

Понятие «локальная вычислительная сеть» - ЛВС (LAN - Local Area Network) больше относится к географически ограниченным понятиям. Компьютеры такой сети обычно расположены на небольшом расстоянии друг от друга (порядка 1 километра). Это обеспечивает «локальность» сети. Типичная локальная сеть - это сеть масштаба офиса. Большие расстояния подразумевают уже другие способы обмена данными и другие виды коммуникационного оборудования, отличные от применяемых в локальных сетях. Такие сети принято называть «глобальными».

1. Локальные и глобальные сети. Назначение сетей

компьютер локальный вычислительный сеть

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей, удаленных друг от друга компьютеров, в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, а также одновременной обработки документов.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении или в одном здании.

В небольших локальных сетях обычно все компьютеры равноправны, и такие сети называются одноранговыми. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов и программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а сама сеть - сетью на основе серверов.

Для подключения к сети компьютер должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Соединяются компьютеры в сети с помощью кабелей.

Региональные сети позволяют обеспечить совместный доступ к информации в пределах одного региона (города, страны и т. д.).

Корпоративные сети создаются организациями, заинтересованными в защите информации от несанкционированного доступа, такие сети могут объединять тысячи компьютеров по всему миру.

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Internet. Internet - это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров. В каждой локальной сети имеется компьютер, подключенный к Internet, с высокой пропускной способностью - Internet-сервер.

2. Топология локальной компьютерной сети

Топологией сети называется физическую или электрическую конфигурацию кабельной системы и соединений сети.

В описании топологии сетей применяются несколько специализированных терминов:

• узел сети – компьютер, либо коммутирующее устройство сети;
• ветвь сети – путь, соединяющий два смежных узла;
• оконечный узел – узел, расположенный в конце только одной ветви;
• промежуточный узел – узел, расположенный на концах более чем одной ветви;
• смежные узлы – узлы, соединенные, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Существует всего 5 основных типов топологии сетей:

1. Топология “Общая Шина”. В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной:

Общая шина является очень распространенной топологией для локальных сетей. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки и унифицирует подключение различных модулей. Основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети.

2. Топология “Звезда”. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети:

В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной – большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.

3. Топология “Кольцо”. В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении:

Если компьютер распознает данные как предназначенные ему, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии – простота управления, недостаток – возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами.

4. Ячеистая топология. Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами:

В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Достоинства данной топологии в ее устойчивости к отказам и перегрузкам, т.к. имеется несколько способов обойти отдельные узлы.

5. Смешанная топология. В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию – звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

3. Основные компоненты компьютерной сети

Типичная компьютерная сеть включает в себя пять основных компонентов.

1. Основным составляющим элементом сети является настольный ПК, такой, как IBM-совместимый компьютер или Macintosh. Его называют «клиентом» или «рабочей станцией» (реже - автоматизированными рабочими местами или сетевыми станциями).

2. Сервером обычно является высокопроизводительный ПК с жестким диском большой емкости. Он играет роль центрального узла, на котором пользователи ПК могут хранить свою информацию, печатать файлы и обращаться к его сетевым средствам. В одноранговых сетях выделенный сервер отсутствует.

3. Каждый компьютер сети, включая сервер, оснащен платой сетевого адаптера (сетевым интерфейсом, модулем, картой). Адаптер вставляется в свободное гнездо (слот) материнской платы. Эти адаптеры связывают компьютер с сетевым кабелем. Многие ПК поставляются уже готовыми к работе в сети и включают в себя сетевой адаптер. Для построения сетей применяют 8-, 16- и 32-битовые сетевые платы. Сервер обычно оснащают 32-битовой картой. Для обычных рабочих станций используют недорогие 16-битовые.

4. Сетевые кабели связывают друг с другом сетевые компьютеры и серверы. В качестве сетевого кабеля могут применяться и телефонные линии. Основные типы сетевого кабеля:

– Витая пара (twisted pair) - позволяет передавать информацию со скоростью 10 Мбит/с (либо 100 Мбит/с), легко наращивается. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 10 Мбит/с. Иногда используют экранированную витую пару, т. е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку.

– Толстый Ethernet - коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют также желтый кабель (yellow cable). Обладает высокой помехозащищенностью. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet - около 3000 м.

– Тонкий Ethernet - это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбит/с. Соединения с сетевыми платами производятся при помощи специальных (байонетных) разъемов и тройниковых соединений. Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 185 м, а общее расстояние по сети - 1000 м.

– Оптоволоконные линии - наиболее дорогой тип кабеля. Скорость передачи по ним информации достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует.

5. Совместно используемые периферийные устройства - жесткие диски большой емкости, принтеры, цветные и слайд-принтеры, дисководы CD-ROM и накопители на магнитной ленте для резервного копирования.

Поскольку сети ПК состоят в основном из «клиентов» и «серверов», их часто называют сетями клиент/сервер.

4. Программные компоненты компьютерной сети

Сеть включает в себя три основных программных компонента:

1. Сетевую операционную систему, которая управляет функционированием сети. Например, она обеспечивает совместное использование ресурсов и включает в себя программное обеспечение для управления сетью. Операционная система состоит из серверного ПО, которое функционирует на сервере, и клиентского программного обеспечения, работающего на каждом настольном ПК.

Сетевая операционная система (network operating system) выполняется на сервере и обеспечивает его функционирование. Среди сетевых операционных систем преобладают Novell NetWare, Windows NT, Unix.

2. Сетевые приложения и утилиты - это программы, инсталлируемые и выполняемые на сервере. Они включают в себя ПО коллективного пользования и поддержки рабочих групп, такие как электронная почта, средства ведения календаря и планирования. Кроме того, в число таких программных средств могут входить сетевые версии персональных приложений, например, текстовых процессоров, электронных таблиц, программ презентационной графики и приложений баз данных. Наконец, к данному ПО относятся такие утилиты, как программы резервного копирования, позволяющие архивировать хранимые на сервере файлы и приложения.

3. Бизнес-приложения - это программы, реализующие в компании конкретные бизнес-функции. По своей природе они могут быть «горизонтальными» и применяться в компаниях самого разного типа для общих деловых операций (таких как бухгалтерский учет и ввод заказов) либо «вертикальными» и поддерживать осуществление конкретных коммерческих операций, например, оценку недвижимости, страхование либо использоваться в области здравоохранения или фирмах, оказывающих юридические услуги.

5. Отказоустойчивость и надежность хранения данных в локальных сетях

После ввода локальной сети в эксплуатацию она постепенно становится все более и более важным условием функционирования организации. Постепенно все данные с рабочих станций перекочевывают на сервера, на серверах накапливаются почтовые файлы, документы, базы данных, рабочие файлы и многое другое. Спустя несколько месяцев обычно оказывается, что при остановке сети может вообще прекратиться нормальная работа организации. На первое место встают вопросы отказоустойчивости сети и безопасности данных от сбоев аппаратуры и ошибок пользователей. Вообще говоря, эти вопросы следует иметь в виду уже на этапе проектирования сети и подбора оборудования, а не после факта потери информации.

Средства резервного копирования в основном применяются для ведения архивов данных и их восстановления в случае случайного удаления либо потери из-за сбоя оборудования. При всех своих достоинствах они не позволяют восстановить работу локальной сети в режиме реального времени. Если у Вас «полетел» системный винчестер, потребуется немало времени, чтобы установить сетевую операционную систему на новый диск и затем восстановить всю информацию. При выходе же из строя контроллера либо системной платы времени на ремонт либо замену потребуется еще больше. Поэтому на первый план выходит отказоустойчивость сервера сети.

Самым главным требованием к серверу является сам сервер Если вы возьмете большой корпус, быстрые контроллеры и диски, это отнюдь не сделает компьютер сервером. Серверы изначально проектируются, собираются и тестируются с требованием максимальной пропускной способности, надежности, отказоустойчивости и расширяемости. Соответственно их цена обычно в 1,5-3 раза выше, чем цена стандартных компьютеров сравнимой конфигурации. Не гонитесь за дешевизной!

Самым уязвимым местом являются механические компоненты сервера - источники питания, вентиляторы и, в первую очередь, дисковые накопители. Существует ряд стандартных решений, обеспечивающих отказоустойчивость дисковой подсистемы. Самый дешевый способ - с помощью штатных программных средств, включенных в сетевые операционные системы. Novell NetWare и Microsoft Windows NT, позволяют дублировать дисковые накопители («зеркальное отражение»), подключив к одному контроллеру несколько дисков и записывая информацию сразу на два идентичных диска. При выходе из строя одного из винчестеров выдается сообщение об ошибке, но работа сервера не останавливается. Вы можете заменить неисправный диск позже (в нерабочее время). Для того чтобы избежать сбоев из-за неисправности дискового контроллера, необходимо подключать «зеркальные диски» к разным контроллерам.

Фирма Microsoft пошла дальше и предложила в своей операционной системе Windows NT Server возможность «disk stripping» - программную реализацию идеологии RAID (Redundant Array of Inexpansive Disks). Подключив, например, три диска по 1,2 Гбайт и объединив их в «stripping set», вы получаете суммарную емкость 2,4 Гбайт. Это происходит за счет того, что информация не просто дублируется, как в случае «зеркального отражения», а распределяется по дискам - на два диска записываются данные, а на третий - их контрольная сумма. Выход из строя одного из дисков позволяет восстановить информацию по данным, находящимся на остальных дисках. Работа сервера опять-таки не останавливается, а диск вы сможете заменить в нерабочее время.

Программное резервирование дисков имеет и недостатки. Платой за надежность является снижение скорости работы и общей пропускной способности дисковой подсистемы. Поэтому в локальных сетях с большим количеством рабочих станций рекомендуется использовать аппаратные RAID-подсистемы. Они представляют собой несколько дисков высокой емкости, подключенных к интеллектуальному дисковому контроллеру, который имеет свой собственный процессор и свою память. Для сетевой операционной системы такая подсистема выглядит, как один большой винчестер, не требующий проверки чтением после записи (она реализуется аппаратно контроллером). Контроллеры конфигурируются для поддержки одного из основных уровней RAID. Перечислим их на примере четырех дисков по 1 Гбайту:

– RAID 0 - суммарная емкость дисковой подсистемы 4 Гбайта (без какого-либо дублирования информации). Такая схема позволяет увеличить пропускную способность дисковой системы сервера, так как данные пишутся параллельно на все четыре диска.

– RAID 1 - аналог «зеркального отражения». Требует четного количества дисков. Диски дублируются попарно. Суммарная емкость - 2 Гбайта.

– RAID 5 - суммарная емкость 3 Гбайта. Аналог «disk stripping». Такая схема позволяет экономить дисковое пространство без потери надежности.

RAID-системы предназначены для работы в серверах с большой нагрузкой на дисковую систему. Все заботы о разбиении данных, коррекции ошибок и диагностики берет на себя контроллер RAID. При возникновении сбоев диски заменяются в «горячем» режиме («hot swap»), т. е. без выключения сервера. Кроме того, пропускная способность такой подсистемы в несколько раз превышает показатели обычного дискового контроллера. В настоящее время RAID-системы поставляются практически всеми основными поставщиками серверов среднего и высокого уровня.

К сожалению, кроме дисковой подсистемы, может сломаться что угодно, хотя и с меньшей вероятностью. Для крупных организаций, основой работы которых является база данных, находящаяся на сервере локальной сети, остановка его работы даже на час может привести к большим финансовым потерям. Поэтому стоит внимательно присмотреться к средствам дублирования серверов как целого. Наиболее дешевым является наличие резервного компьютера (более слабого) с предустановленной идентичной операционной системой. В случае сбоя основного сервера подключается резервный, информация восстанавливается средствами резервного копирования, и фирма продолжает работать. Недостатком в данном случае является то, что обычно имеется вчерашняя копия и будут потеряны все сегодняшние изменения. Более практичным является сочетание дублирования дисковой подсистемы (т. е. на дисках информация сохранится в любом случае) и идентичных дисковых подсистем в основном и резервном серверах - вы сможете просто переставить диски с основного сервера и включить резервный.

В случае, если недопустимы ни малейшие перебои и остановки сети, необходимы средства дублирования серверов в реальном времени. Большое распространение получила технология SFT III (System Fault Tolerance) фирмы Novell. Для ее использования вам требуется операционная система NetWare 3.11 SFT III либо модуль SFT III для NetWare 4.1, а также два сервера с идентичной конфигурацией и специальные высокоскоростные адаптеры для связи серверов. Оба сервера работают одновременно в паре, а информация дублируется на каждый из них. При выходе из строя основного сервера происходит автоматическое переключение на резервный и выдается сообщение об ошибке. Серверы могут быть разнесены на расстояние до 2 километров (при использовании многомодового оптоволоконного кабеля) и находиться, например, в разных зданиях.

Аппаратным аналогом технологии SFT является решение фирмы Compaq - Standby Recovery Server (резервный сервер с загрузкой в «горячем» режиме). Для его реализации требуется два идентичных сервера Compaq Proliant (рекомендуются серверы в исполнении Rack Mount) и система хранения данных Compaq Storage System (общая для двух серверов). Оба сервера подключены в локальную сеть и к общей дисковой подсистеме, а также связаны между собой специальным кабелем Recovery Server Interconnect (стандарт RS-232). В режиме нормальной работы используется только один сервер, на котором дополнительно загружен Recovery Server Option Driver. Второй сервер находится в «ждущем» режиме. На нем работает только специализированный BIOS, который периодически отслеживает состояние основного сервера. В случае сбоя он отключает первый сервер от обшей системы хранения данных, подключает к ней резервный сервер и включает его. Задержка работы сети определяется временем загрузки сетевой ОС. Такая технология позволяет дублировать не только серверы с Novell NetWare, а также и Microsoft Windows NT. Кроме того, не требуется специализированная операционная система (достаточно одной копии обычной сетевой операционной системы).

Теперь рассмотрим более подробно существующие средства и устройства резервного копирования. В простейшем случае таким устройством может быть стример, установленный на сервере. Современные сетевые операционные системы имеют встроенные средства резервного копирования. Но в основном они предназначены для сохранения информации на конкретном сервере сети и не позволяют администратору архивировать всю сеть целиком (несколько серверов с различными сетевыми операционными системами и рабочие станции DOS, UNIX, Windows, Macintosh и др.), а также данные на серверах приложений (SQL-серверах). Кроме того, нет удобных средств по управлению процессом копирования.

С другой стороны, использование аппаратных средств резервного копирования, таких, например, как Intel Storage Express, не всегда оправдано. Хотя они и обеспечивают высокую скорость архивации, одновременную работу с несколькими устройствами, имеют большую емкость накопителей, у них есть и недостатки. Это высокая стоимость самого оборудования, использование собственных стандартов (что создает проблемы при выходе оборудования из строя), неопределенность с поддержкой новых версий сетевых операционных систем.

Исходя из сказанного выше, наиболее привлекательным с точки зрения цена/производительность представляется использование специализированного программного обеспечения независимых фирм, таких как Arcada, Cheyenne и других. Эти средства позволяют работать как со стимерами, так и с более современной аппаратурой.

Рассмотрим более подробно возможности такого программного обеспечения на примере одного из продуктов фирмы Cheyenne, предназначенного для работы в сетях Novell NetWare - ARC-Serve for NetWare v. 5.01 (Windows Edition). Реализованный в виде загружаемого модуля NetWare (NLM), он позволяет копировать и восстанавливать данные серверов NetWare и рабочих станций сети, работающих под управлением DOS, Windows, OS/2, UNIX и Macintoch, а также содержимое баз данных SQL-серверов. Стандартный Windows-интерфейс позволяет несколькими манипуляциями мыши выполнить резервное копирование всей сети, используя режим Quick Start. Режим работы Autopilot обеспечивает автоматическую смену лент (по выбранному временному циклу) и перемещение редко используемых данных с диска на ленту и поддерживает стандартный метод смены лент «Grandfather, Father, Son» (GFS) (что позволяет организовать ежедневное, ежемесячное и годовое копирование данных). Режим Disk Grooming автоматически освобождает дисковое пространство путем перемещения файлов с дисков сервера на ленту, если к ним не обращались в течение заданного периода времени.

Данный продукт поддерживает одновременную работу с несколькими стримерными устройствами и позволяет осуществлять каскадную или параллельную запись информации на магнитные ленты.

Для администратора сети важным представляется управление заданиями в очереди для выбранного сервера. После выполнения очередного задания отчет можно получить в виде сетевого сообщения, на принтер либо по электронной почте MHS. Сообщение для любого задания можно конфигурировать.

Использование модулей-агентов для архивирования рабочих станций сети не требует от пользователя регистрации логического соединения с сервером (т. е. выполнения операции login). Кроме того, существуют специальные агенты (Dbagent) для резервного копирования информации из активных серверов баз данных (NetWare Btrieve, NetWare SQL, Gupta, Oracle).

Полная совместимость с NetWare 3.1x и 4.х позволяет осуществлять резервное копирование системной информации, включая Bindery (3.1x) и NetWare Directory Services (4.x).

В настоящее время фирмой Cheyenne выпущены реализации ARCServe практически для всех сетевых операционных систем. Кроме того, существуют дополнительные средства для поддержки устройств автоподачи стимерных лент (tape autochanger), оптических дисков и библиотек на их основе (JukeBox).

Признанием технологии фирм Cheyenne и Arcada Software является наличие встроенных модулей-агентов в новой операционной системе фирмы Microsoft - Windows 9х. Кроме архивирования, эта технология применяется и для управления сетью.

Наряду со стандартными стримерами существует более перспективная аппаратура для архивирования - накопители для магнитооптических дисков. Основным их достоинством является возможность многократной перезаписи, высокая надежность и скорость архивации. Емкость одного диска формата 5,25″ составляет 1,3 Гбайт (в старых накопителях 630 Мбайт), а скорость доступа к диску составляет 25 мс - гораздо быстрее даже 4-х скоростного CD-ROM. Стоят такие накопители практически столько же, сколько CD-Recordable (устройство для записи CD ROM). Но на CD диск можно записать лишь один раз, а его емкость ограничена 650 Мбайт.

Заключение

В заключении хотелось бы сказать, что в данном реферате была рассмотрена наиболее актуальная в наше время тема: Компьютерные сети. Локальные компьютерные сети.

Современный человек, а особенно человек, занимающий руководящую должность, должен не просто знать, а чувствовать эту тему. Ведь современный бизнес просто не возможен без высоких технологий и, в частности, компьютерных сетей, позволяющих значительно увеличивать прибыль предприятий и организаций.

Список использованных источников

1. Шафрин Ю., Основы компьютерной технологии.- М.: АБФ, 1997
2. Журнал для пользователей персональных компьютеров Мир ПК.
3. Журналы Компьютер Пресс.
4. Еженедельник для предпринимателей и специалистов в области информационных технологий ComputerWeek Moscow.
5. Е.В. Михеева «Информационные технологии в профессиональной деятельности», Москва, 2005 г.
6. “Компьютерные технологии обработки информации” под редакцией С.В.Назарова
7. А.Н. Мезинов, А.Е. Щербухин «Компьютер для менеджера», 2003г.
8. Информатика. Практикум по технологии работы на компьютере под ред. Н.В.Макаровой

Реферат на тему “Компьютерные сети. Локальные компьютерные сети” обновлено: 11 сентября, 2017 автором: Научные Статьи.Ру

Айгазиева Салтанат, Афанасьева Светлана,Кутепова Наталья

Тема исследования группы

Компьютерные сети

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Какие сети бывают?

Гипотеза исследования

Компьютерные сети бывают: Локальные, Глобальные, Региональные

Цели исследования

Изучить устройство компьютерной сети; Изучить основные средства работы с сетями.

Ход исследования

Что такое компьютерная сеть? Сеть - группа компьютеров и/или других устройств, каким-либо способом соединенных для обмена информацией и совместного использования программ, файлов данных и периферийных устройств.

Сервер - компьютер с установленной на нем серверной операционной системой, предоставляющий свои программные и аппаратные ресурсы пользователям сети.

Пир(peer) - равноправный участник сети, предоставляющий сервисы другим участникам одноранговой сети и сам пользующийся их сервисами.

Магистраль - канал передачи между двумя точками - узлами или коммутаторами.

Интернет - совокупность сетей, связанных друг с другом телекоммуникационной инфраструктурой.

Домен - группа компьютеров, находящихся под единым управлением и имеющих общий сегмент в Интернет-адресе. IP адрес - 32-битовый адрес протокола Интернет, присвоенный узлу. Адрес IP содержит два компонента: номер узла и номер сети. Модем - устройство, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые для передачи по телефонной линии, а также выполняющее обратное преобразование входящих аналоговых сигналов в цифровые для обработки в компьютере. Роутер (маршрутизатор) - сетевое оборудование, работающее на сетевом уровне и устанавливающее связь между разными сетями. Сетевой коммутатор, свич, свитч (жарг. от англ. switch - переключатель) - устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Сетевой концентратор или хаб (жарг. от англ. hub - центр деятельности) - сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Протокол - стандарт, описывающий правила взаимодействия функциональных блоков при передаче данных. Пакет - отформатированный блок данных, передаваемых по сети. Какие бывают сети? Классификация компьютерных сетей По территориальной распространенности: PAN (Personal Area Network) - персональная сеть, предназначенная для взаимодействия устройств, принадлежащих одному владельцу. LAN (Local Area Network) - локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Доступ к локальным сетям разрешен только ограниченному кругу пользователей. CAN (Campus Area Network) - кампусная сеть, объединяет локальные сети близко расположенных зданий. MAN (Metropolitan Area Network) - городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов.WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. По типу функционального взаимодействия. Клиент-сервер - вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Смешанная сеть - архитектура сети, в которой имеется ряд серверов, образующих между собой одноранговую сеть. Конечные пользователи подключаются каждый к своему серверу по схеме «клиент-сервер». Одноранговая сеть - это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. В такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. Многоранговая сеть - сеть, в которой имеется ведущий, или «мастер» - контроллер, который координирует работу «ведомых» контроллеров, реально управляющих одной или несколькими точками прохода. По типу сетевой топологии: Базовые: Шина представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала. Кольцо - это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи работает только один передатчик и один приемник.Звезда - топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Производные: Двойное кольцо - это топология, построенная на двух кольцах. Первое кольцо - основной путь для передачи данных. Второе - резервный путь, дублирующий основной. Ячеистая - базовая полносвязная топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими рабочими станциями этой же сети. Решётка - это топология, в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку. При этом каждое ребро решётки параллельно её оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси.Дерево представляет собой более развитую конфигурацию типа «шина». Присоединение нескольких простых шин к общей магистральной шине происходит через активные повторители или пассивные размножители.Fat Tree - топология компьютерной сети для суперкомпьютеров. В утолщенном дереве связи между узлами становятся более производительными по пропускной способности с каждым уровнем по мере приближения к корню дерева. По типу среды передачи: Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель. Беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне). По функциональному назначению: Сети хранения данных - архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таким образом, чтобы операционная система распознала подключённые ресурсы как локальные. Серверная ферма - это ассоциация серверов, соединенных сетью передачи данных и работающих как единое целое. Сети управления процессом - это компьютеризированные системы, способные преобразовывать информацию, производить расчеты, логические операции, с использованием различных видов компьютерных сетей и современных информационных технологий. Сети SOHO & Домовая сеть - разновидность локальной вычислительной сети, проложенная в пределах одного здания или объединяющая несколько близлежащих зданий. По скорости передачи: низкоскоростные (до 10 Мбит/с) среднескоростные(до 100Мбит/с)высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с) По сетевым ОС: На основе Windows На основе UNIX На основе NetWare По необходимости поддержания постоянного соединения: Пакетная сеть, например Фидонет и UUCP Онлайновая сеть, например Интернет и GSM Как компьютеры в сети находят друг друга? Каждый компьютер в локальной сети имеет свой уникальный адрес, так же как человек имеет свой почтовый адрес. Именно по этим адресам компьютеры находят друг друга в сети. Двух одинаковых адресов в одной сети быть не должно. Формат адреса стандартный и определен протоколом IP. IP-адрес компьютера записывается в 32 разрядах (4 октета). Каждый октет содержит десятичное число от 0 до 255 (в двоичном виде запись представляет последовательность 0 и 1). IP-адрес представляет собой четыре числа, разделяемых точкой. Например, компьютер с IP-адресом 192.168.3.24. Общее число IP-адресов составляет 4,2 млрд, все адреса уникальны. IP-адрес может быть присвоен не только компьютеру, но и другим сетевым устройствам, например, принт-серверу или маршрутизатору. Поэтому все устройства в сети принято называть узлами или хостами. Одно и то же физическое устройство (компьютер или др.) может иметь несколько IP-адресов. Например, если в компьютер установлено несколько сетевых адаптеров, то каждый адаптер должен иметь свой уникальный IP-адрес. Такие компьютеры используются для соединения нескольких локальных сетей и называются маршрутизаторами. Большую IP-сеть разбивают на несколько подсетей, присвоив каждой из них свой адрес. Подсети - это отдельные, самостоятельно функционирующие части сети, имеющие свой идентификатор. Для адреса подсети, в IP-адресе, выделяется пространство из адреса узла. Для определения адреса сети и подсети используется маска подсети. Формат записи маски подсети такой же, как и формат IP-адреса, это четыре поля, разделяемых точкой. Таким образом, в паре с IP-адресом компьютеров обязательно указывается маска подсети.

Выводы

Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач.

Все компьютерные сети без исключения имеют одно назначение-обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. Ресурсы бывают трех видов: аппаратные, программные, информационные. По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные. По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные. По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, региональными и городскими.

Локальная компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи, обеспечивающая пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров. Локальная сеть создаётся для рационального использования компьютерного оборудования и эффективной работы сотрудников.

Глобальная сеть (ГВС или WAN - World Area NetWork) - сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.

Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Internet – постоянно развивающаяся сеть, у которой ещё всё впереди, будем надеяться, что наша страна не отстанет от прогресса.

Виды компьютерных сетей

Компьютерной сетью называется объединение двух и более компьютеров посред­ством каналов передачи данных. Таким образом, назначение любой сети - совме­ стное использование аппаратных и программных ресурсов, доступ к информаци­ онным ресурсам. Компьютерные сети занимают все более важное место в жизни человечества. Сети могут объединять информационные ресурсы, как небольших предприятий, так и крупных организаций, занимающих удаленные друг от друга помещения, иногда даже расположенные в разных странах. Это и определяет спо­ соб соединения компьютеров между собой и, соответственно, вид сети.

По характеру использования в сети компьютеры разделяются на серверы и рабо­ чие станции .

Сервер - специально выделенный компьютер, который предназначен для разде­ ления файлов, удаленного запуска приложений, обработки запросов на получе­ ние информации из баз данных и обеспечения связи с общими внешними устрой­ ствами: принтерами, модемами, устройствами чтения компакт-дисков.

Рабочая станция (или клиент) - персональный компьютер, пользующийся услу­ гами, предоставляемыми серверами.

Существуют два основных подхода (рис. 1) к взаимодействию компьютеров в сети.

Первый подход: перенос основной части вычислений и обработки информации на сервер; клиент отвечает только за небольшую часть работы, не требующую больших ресурсов. Этот подход является основой централизованной обработки информации.

Второй подход: основная часть обработки информации производится на рабочих станциях, а сервер выступает как хранилище информации. Этот подход являет­ся основой децентрализованной (распределенной) обработки информации.

Рис. 1. Варианты построения сети

Существуют два основных вида компьютерных сетей (рис. 2): локальные и глобальные.

Рис. 2. Виды сетей

Локальная сеть - соединенные между собой компьютеры, расположенные на не­ больших расстояниях друг от друга.

Как правило, локальная сеть связывает компьютеры, расположенные в пределах одного здания, на расстояниях порядка 50-100 метров; 90% информации, цир­ кулирующей в такой сети, - это информация местной организации. Например, в офисе, расположенном в одном здании, работники имеют доступ к одним и тем же внутренним источникам информации для подготовки различных отчетов, составления расписания и планирования общей деятельности предприятия. Спе­ циальные сетевые программы позволяют автоматически планировать собрания, подбирая для них наиболее подходящее для всех время; начальник может прове­ рять, выполнены ли его поручения, которые были разосланы по сети и т. д.

В состав локальной сети могут входить не только компьютеры, но и принтеры, и другие внешние устройства общего пользования. Для организации локальной сети используются различные типы кабелей.

По способу связи компьютеров в локальной сети различают одноранговые сети и сети с выделенным, сервером . В одноранговых сетях (рис. 3) используется техно­логия «равный к равному». Любой компьютер может использовать ресурсы любого подключенного к нему компьютера. Иначе говоря, любой компьютер может вы­ ступать и как сервер, и как клиент. Это накладывает определенные ограничения на состав и производительность таких сетей, которые заключаются в следующем:

количество компьютеров должно быть в пределах 10-30, в зависимости от интенсивности потоков сообщений в сети;

не принято использовать персональные компьютеры как серверы приложений", а только как файл-серверы или как машины для подключения к принтерам;

работа приложений на компьютере ухудшается, когда его ресурсами пользу­ ются другие компьютеры сети.

Сети с выделенным сервером (рис. 4) в этом смысле гораздо стабильнее и про­ изводительнее.

Рис. 3. Одноранговая локальная сеть

Если компьютеры расположены на удаленном расстоянии друг от друга, то для передачи данных используются другие каналы связи: телефонные линии, спутнико­ вая связь, оптоволоконные линии. Такие каналы связи могут соединить компьюте­ ры, расположенные как в соседних домах, так и на разных материках. Расстояние здесь - не помеха. Сети, обеспечивающие удаленное соединение компьютеров и локальных сетей, называются глобальными.

Рис. 4. Локальная сеть с выделенным сервером

Прообразом глобальных сетей исторически стали региональные сети, которые обеспечивали связь компьютеров в пределах одного региона.

Широко известным примером глобальной сети является Internet - всемирная компьютерная сеть: совокупность технических средств, программного обеспече­ ния, стандартов и договоренностей, позволяющих поддерживать связь между различными компьютерными сетями в мире.

В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны еди­ные правила, которые называются технологией Internet . Эти правила устанавли­ вают единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной, единые правила передачи данных , единую систему идентификации компьютера в сети (присвоения ему сетевого адреса ). При создании этой тех­ нологии преследовалось несколько целей, однако одной из основных было со­ здание сети, устойчивой к частичным повреждениям. Одним из путей достиже­ния этой цели является разработка технологии децентрализованной обработки информации в сети.

Децентрализация обработки информации достигается наличием огромного чис­ ла серверов, расположенных в различных частях света, и разнообразием путей доступа к этим серверам. Это значит, что при неисправности некоторого узла (компьютера-сервера) сети функционирование всех остальных компьютеров со­ храняется за счет других, исправных серверов. Данные, организованные в паке­ ты, перемещаются по сети к компьютеру с нужным адресом и при возникнове­ нии аварии одного из компьютеров автоматически направляются по другому маршруту. Для получателя совершенно неважно, по какому маршруту тот или иной пакет дойдет до него. На месте назначения они соединятся в одно целое. Так что пакеты могут достичь адресата и обходными путями.

Глобальная сеть - объединение компьютеров, расположенных на удаленном рас­ стоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.

Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно бы­ стро. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демон­ стрирует самая популярная сеть - Internet .

Изменяются и локальные сети. Наряду с пассивным кабелем, соединяющим компьютеры, появилось коммуникационное оборудование (коммутаторы) и про­ граммное обеспечение (маршрутизаторы, шлюзы). Благодаря этому появилась возможность создания больших корпоративных сетей, которые насчитывают тысячи компьютеров и имеют сложную структуру.

Вспомним, как заказывают железнодорожные билеты. По запросу любого касси­ ра-оператора на его монитор выводится информация о наличии свободных мест, стоимости проездных билетов и т. п. По указанию пассажира кассир через сеть вводит в центральный компьютер запрос на приобретение билета и оформляет продажу билета. Оплаченное место после покупки изымается из дальнейшей продажи. Это - пример централизованной обработки информации в сети. Про­ дажа билетов на одни и те же маршруты может вестись из множества городов. Такую сеть уже нельзя назвать локальной. Она служит для обработки информа­ции одной фирмы или объединения фирм и потому называется корпоративной (от слова корпорация - объединение).

Корпоративная сеть - объединение локальных сетей в пределах одной корпора­ ции для решения общих задач.

Корпоративные сети могут связывать в пределах одной корпорации филиалы, территориально удаленные друг от друга. Для корпоративных сетей характерно сочетание централизованной обработки информации с использованием удален­ ного соединения компьютеров. Информация может изменяться работниками, имеющими доступ к ней. Описанные выше сети могут иметь выход в другие вне­ шние сети, например, для того, чтобы получить информацию из удаленных баз данных глобального значения, или переслать сообщения по электронной почте в другую сеть, отправить факс.

В настоящее время для связи компьютеров в корпоративных сетях разработана новая технология - Internet . Intranet использует опыт работы в распределенной среде и построена на технологии «клиент-сервер» с централизованной обработ­ кой информации.

Технология Intranet имеет следующие преимущества:

облегченное централизованное управление сервером и клиентскими рабочи­ ми местами;

распределенная корпоративная информационная система, которая использу­ ет протоколы и технологию Internet ;

сервер не обязательно является фиксированной машиной; им может быть любой компьютер корпорации, а также любой сервер Internet ;

Intranet предоставляет возможность объединения разнородных программных решений;

Intranet использует открытые стандарты.

Таким образом, технология Intranet гибко сочетает возможности централизован­ной и распределенной обработки информации, и позволяет достичь наибольшей эффективности работы.

Аппаратное обеспечение компьютерных сетей

Основная цель создания любой компьютерной сети (локальной или глобальной) состоит в обеспечении обмена информацией между ее объектами (серверами и клиентами). Очевидно, что для этого необходимо осуществить связь компьюте­ров между собой. Поэтому обязательными компонентами любой сети являются всевозможные каналы связи (проводные и беспроводные), для которых исполь­зуют различные физические среды. В соответствии с этим различают такие ка­ налы связи как электрический кабель, телефонные и оптоволоконные линии, радиосвязь, космическая связь.

Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовывать ком­пьютерные сигналы в сигналы физических сред, то есть сделать возможным их передачу по электрическим, оптическим, телефонным путям. Для этого исполь­ зуют сетевые адаптеры.

Сетевые адаптеры (сетевые карты) - технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи.

Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида ка­ нала связи нужен свой тип сетевого адаптера. Адаптер вставляют в свободное гнездо материнской платы компьютера и соединяют кабелем с сетевым адапте­ром другого компьютера. На сетевых картах выставляются адреса компьютеров в сети, без которых невозможна передача. Когда информация циркулирует по сети, любой сетевой компьютер отбирает из нее лишь ту, которая предназначена для него. Определяется она в соответствии с адресом компьютера.

Для связи удаленных компьютеров широко используются телефонные линии. Для передачи информации по телефонной линии в компьютере должно быть ус­ тановлено специальное устройство - модем . Информацию, хранящуюся на ком­пьютере в двоичном цифровом коде, модем преобразует (модулирует) в аналого­ вые сигналы, которые могут передаваться по телефонной линии. На другом конце соединения они принимаются другим модемом и преобразуются (демодулируют ся) из аналоговых сигналов в цифровые сигналы компьютера.

Для того чтобы информация, переданная одним компьютером, после ее получения была понята другим компьютером, было необходимо разработать единые прави­ ла передачи данных в сети, называемых протоколами . При их разработке учиты­ вались все проблемы связи и вырабатывались стандартные алгоритмы доставки информации.

Протокол передачи устанавливает соглашение между взаимодействующими компьютерами. Для того чтобы связь между компьютерами была установлена, необходимо задать их адреса. Правила образования адресов компьютеров в гло­бальной сети должны быть абсолютно одинаковыми, несмотря на то, что компь­ ютеры в сети могут быть разнородными и использовать различные операцион­ ные системы.

Понятие Internet обычно связывают с двумя важнейшими особенностями этой гиперсети:

пакетным способом передачи информации;

использованием международного протокола TCP/IP, который обеспечивает передачу информации между сетями различных типов.

Согласно протоколу TCP , отправляемые данные делятся на пакеты , каждый па­ кет маркируется таким образом, чтобы в нем была информация, необходимая для правильной сборки документа на компьютере получателя. Протокол TCP также отвечает за надежность передачи больших объемов информации, обрабатывает и устраняет сбои в работе сети.

Протокол IP обеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу) сетевых паке­ тов. Суть этого протокола состоит в том, что у каждого участника сети должен быть свой уникальный адрес, называемый IP -адресом. Структура IP -адреса тако­ ва, что каждый компьютер, через который проходит TCP -пакет, может определить, кому этот пакет необходимо переслать. При пересылке пакета учитывается не географическая близость, а условия связи и пропускная способность линии.

Протоколы TCP и IP тесно взаимосвязаны, и их часто объединяют, говоря, что в Internet базовым является протокол TCP/IP.

Программное обеспечение компьютерных сетей

Для обеспечения работы сети необходимо не только наличие аппаратных средств, но и соответствующее программное обеспечение.

К сетевым программным средствам относится, прежде всего, операционная сис­тема, обеспечивающая конфигурирование и настройку сети. Современные вер­сии операционной системы Windows позволяют настроить работу, как в локаль­ ной, так и в глобальной сети.

Существуют также программные средства, которые выставляют сетевые адреса компьютеров. Возникло большое количество специальных сетевых системных оболочек. Эти надстройки дают возможность определить адреса компьютеров, заказать нужное количество пользователей сети, если сеть ограничена по коли­ честву клиентов, сделать доступными каталоги или аппаратные ресурсы компь­ ютерам-клиентам в сети, назначив им определенные права, и т. д. Программы дают возможность защищать информацию. Можно делать одни каталоги доступ­ ными только для чтения, другие - для чтения и записи информации, а часть во­ обще недоступной, скрытой. В последнем случае пользователям видна лишь часть информации сервера. Сетевые программы дают возможность назначать для раз­ных пользователей разные права доступа. Эта необходимая мера приводит к со­ хранности информации и к соблюдению ее конфиденциальности.

На компьютерах, пользователи которых хотят получить доступ к ресурсам дру­ гих компьютеров, необходимо добавить к операционной системе некоторые

специальные программные модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их на нужный компьютер. Такие моду­ ли называют обычно программными клиентами. Собственно же адаптеры и кана­ лы связи передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресур­ сов выполняют клиентские и серверные части операционных систем.

Программа, запрашивающая определенные информационные услуги, называет­ ся клиентом, а программа, отвечающая на этот запрос, - сервером. Пара программ­ ных модулей клиент-сервер обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой. Обычно сетевая операционная си­ стема поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей: файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленно­ го доступа и другие.

Существует большое разнообразие клиентских почтовых программ. К ним отно­сятся, например, Microsoft Outlook Express , входящая в состав операционной сис­ темы Windows 98 как стандартная. Более мощная программа, интегрирующая в себе, кроме поддержки электронной почты, другие средства делопроизводства - Microsoft Outlook . Определенной популярностью пользуются программы The Bat и Eudora Pro .

Для того чтобы пересылать информацию по электронной почте, пользователь должен иметь свой электронный адрес. Адреса электронной почты имеют одина­ ковую структуру:

Имя_пользователя@ДоменЗ.Домен2.Домен1

В этой записи, как и в обычном почтовом адресе, есть две части: кому и куда, раз­ деленные знаком «@». Правая часть однозначно определяет имя почтового сер­вера, а вместе с левой - почтовый ящик пользователя. Понятно, что этот адрес должен быть уникальным.

Домен ( domain ) - область, разделяющая компьютеры по территориальному или тематическому признаку. Существуют домены нескольких уровней. Домен выс­ шего уровня в электронном адресе указывается справа. Например, ru - домен России, ua - Украины, са - Канады; com - коммерческие организации, org - го­ сударственные, edu - образовательные. Система доменов имеет иерархическую структуру, поэтому домены следующих уровней указываются в адресе по степе­ ни вложенности справа налево и разделяются точкой. Обычно домен второго уровня означает имя организации или города. Так, например, домен второго уров­ ня spb означает Санкт-Петербург, microsoft - компанию Microsoft .

Сегодня сеть Internet используется в различных областях: в науке, технике, об­ разовании, экономике. Первое, с чем сталкивается пользователь сети Internet , - это огромное количество информации. Большинство документов, доступных на серверах сети Internet , имеют гипертекстовый формат.

Гипертекст - это документ, содержащий ссылки на другие документы, органи­ зованные по определенным правилам.

Службу Internet , управляющую передачей таких документов, называют World Wide Web ( WWW ) - «всемирная паутина». Этим же термином или средой www называют совокупность документов, между которыми существуют гипертекстовые связи.

Для просмотра Web -страниц используются специальные программы, которые называются браузерами, обозревателями или навигаторами. Самыми распрост­ раненными навигаторам являются Internet Explorer фирмы Microsoft и Netscape Navigator фирмы Netscape .

Адреса Web -документов имеют одинаковую структуру, например:

http :// dogovor . desk . ru

http :// www . piter . com

http :// officeupdate . microsoft . com

Для обмена файлами в одноранговой локальной сети необходимо, чтобы на каж­ дом компьютере был обеспечен общий доступ к некоторым папкам. Для пересыл­ ки файлов в папки общего доступа используется программа Сетевое окружение.

Кто такой администратор сети?

Вопросами, связанными с организацией локальной или корпоративной сети, ее настройкой и управлением занимаются специально подготовленные люди - адми­нистраторы сети или сетевые администраторы. Они устанавливают оборудова­ ние, настраивают программное обеспечение, определяют права доступа каждого пользователя к сети. Обыкновенному пользователю не обязательно вникать в пре­ мудрости устройства сети. Каждый должен заниматься своим делом. Поэтому ря­ довой пользователь, чтобы пользоваться услугами сети, должен знать лишь тип сети, в которой он работает, свой сетевой адрес и программное обеспечение, обеспе­ чивающее доступ к другим компьютерам и к Internet , а также свои права доступа

» [Экзамен по информатике][Билет №22]

Локальные и глобальные компьютерные сети. Адресация в сетях.

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

• Территориальная распространенность;
• Ведомственная принадлежность;
• Скорость передачи информации;
• Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Локальные компьютерные сети.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть - сетью на основе серверов.
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Топология сети.

Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.

Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.

Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.

В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца.
Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.

Региональные компьютерные сети.

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети.

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Глобальная компьютерная сеть Интернет.

В 1969 году в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы Internetting Project ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i). Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных публикациях широко применяется и русскоязычное написание - Интернет).

В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.

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

В каждой 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).

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» 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 сети.

Адресация в Интернет

Для того, чтобы связаться с некоторым компьютером в сети Интернет, Вам надо знать его уникальный Интернет - адрес. Существуют два равноценных формата адресов, которые различаются лишь по своей форме: IP - адрес и DNS - адрес.

IP - адрес

IP - адрес состоит из четырех блоков цифр, разделенных точками. Он может иметь такой вид:
84.42.63.1

Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно получить свыше четырех миллиардов возможных адресов. Но так как некоторые адреса зарезервированы для специальных целей, а блоки конфигурируются в зависимости от типа сети, то фактическое количество возможных адресов немного меньше. И тем ни менее, его более чем достаточно для будущего расширения Интернет.

С понятием IP - адреса тесно связано понятие "хост". Под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. Это может быть не только компьютер, но и маршрутизатор, концентратор и т.п. Все эти устройства, подключенные в сеть, обязаны иметь свой уникальный IP - адрес.

DNS - адрес

IP - адрес имеет числовой вид, так как его используют в своей работе компьютеры. Но он весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS. DNS - адрес включает более удобные для пользователя буквенные сокращения, которые также разделяются точками на отдельные информационные блоки (домены). Например:

Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен, который преобразует его в 32 - битный IP - адрес для машинного считывания.

Доменные имена

DNS - адрес обычно имеет три составляющие (хотя их может быть сколько угодно).

Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране свой код) и административные (трехбуквенные).

России принадлежит географический домен ru .

Портал Клякс@.net зарегистрировал домен второго уровня klyaksa в административном домене верхнего уровня net.

Имена компьютеров, которые являются серверами Интернета, включают в себя полное доменное имя и собственно имя компьютера. Так полный адрес портала Клякс@.net имеет вид www.сайт

gov - правительственное учреждение или организация
mil - военное учреждение
com - коммерческая организация
net - сетевая организация
org - организация, которая не относится не к одной из выше перечисленных

Среди часто используемых доменов - идентификаторов стран можно выделить следующие:

at - Австрия
au - Австралия
ca - Канада
ch - Швейцария
de - Германия
dk - Дания
es - Испания
fi - Финляндия
fr - Франция
it - Италия
jp - Япония
nl - Нидерланды
no - Норвегия
nz - Новая Зеландия
ru - Россия
se - Швеция
uk - Украина
za - Южная Африка

Адрес E-mail

С помощью IP - адреса или DNS - адреса в Интернет можно обратиться к любому нужному компьютеру. Если же Вы захотите послать сообщение по электронной почте, то указания только этих адресов будет недостаточно, поскольку сообщение должно попасть не только в нужный компьютер, но и к определенному пользователю системы.

Для доставки и прима сообщений электронной почты предназначен специальный протокол SMPT (Simple Mail Transport Protocol). Компьютер, через который в Интернет осуществляется передача сообщений электронной почты, называют SMPT - сервером. По электронной почте сообщения доставляются до указанного в адресе компьютера, который и отвечает за дальнейшую доставку. Поэтому такие данные, как имя пользователя и имя соответствующего SMPT - сервера разделяют знаком "@". Этот знак называется "at коммерческое" (на жаргоне - собачка, собака). Таким образом, Вы адресуете свое сообщение конкретному пользователю конкретного компьютера. Например:
ivanov@сайт Здесь ivanov - пользователь, которому предназначено послание, а сайт - SMPT - сервер, на котором находится его электронный почтовый ящик (mailbox). В почтовом ящике хранятся сообщения, пришедшие по конкретному адресу.

URL (Uniform Resource Locator, унифицированный определитель ресурсов) - это адрес некоторой информации в Интернет. Он имеет следующий формат:
тип ресурса://адрес узла/прочая информация
Наиболее распространенными считаются следующие типы ресурсов:

Ftp:// ftp - сервер
gopher:// меню gopher
http:// адрес в WWW
mailto:// адрес электронной почты
news:// группа новостей UseNet
telnet:// компьютер, в котором можно зарегистрироваться, используя telnet

Ресурсная часть URL всегда заканчивается двоеточием и двумя или тремя наклонными чертами. Далее следует конкретный адрес узла, который Вы хотите посетить. За ним в качестве ограничителя моет стоять наклонная черта. В принципе, этого вполне достаточно. Но если Вы хотите просмотреть конкретный документ на данном узле и знаете точно его место расположения, то можете включить его адрес в URL. Ниже приведены несколько URL и расшифровка их значений:

Http://www..php главная страница информационно-образовательного портала Клякс@.net

ftp://ftp.microsoft.com/dirmap.txt файл с именем dirmap.txt на ftp - сервере компании Microsoft

Итак, в Интернет возможны следующие виды адресов.

Компьютерные сети Internet - плюсы и минусы.

Некоторым аспектам и проблемам массового использования возможностей Internt посвящена данная статья.

Сетевые технологии и, в частности, сеть Интернет, не только предоставляют качественно новые положительные возможности для жизни и деятельности организаций любого типа и уровня и отдельных граждан, но и несут определенную опасность. Ключевое отличие сети от телевидения заключается в том, что она предоставляет не только огромные возможности получения информации, но и мощные средства сбора и анализа данных и приобретает качественно новый характер - речь идет прежде всего о личной и общественной безопасности. Это, в свою очередь, влечет за собой качественно новый подход к дисциплине использования сетевых ресурсов.

Россия стоит один на один с развитыми державами Запада, которые мало заинтересованы в развитии экономического потенциала нашей страны. Достигнув технологического уровня, позволяющего анализировать огромные информационные потоки в глобальных сетях, США, например, представляют для России определенную опасность. Если вернуться к истокам сети Интернет и не забывать о том, кто формирует, хотя и неявно, дисциплину работы в сети, становится понятно, что российские пользователи нуждаются в определенной разъяснительной работе, позволяющей внятно донести до них не только преимущества новых технологий, но и возможные теневые аспекты их использования. Речь идет конечно, не о некотором державном противостоянии, а о реальной угрозе интернационального толка, с которой сталкиваются пользователи сети во всех странах без исключения. Тенденции развития телекоммуникаций оказали огромное влияние на развитие информационных ресурсов, и если еще несколько десятилетий назад контроль над информацией осуществляло государство, то теперь четкая грань между производителем и потребителем информации исчезла. И достаточно трудно понять, физическое ли лицо у себя дома формирует информацию и выдает ее в сеть, или это делает государственная структура.

Глобальные компьютерные сети - основное оружие информационных войн, различные модели войны для ее ведения традиционными информационными средствами уже хорошо отработаны в том числе и новые реализуемые через Интернет. Первыми особенности информационной войны поняли американцы, начавшие с восьмидесятых годов борьбу за контроль над информацией и ее распространением. США располагают различными телекоммуникационными средствами, позволяющими подключиться к сети в любой точке мира. Возможности информационного оружия велики и требуют раз работки адекватных средств защиты. Фактически, любой пользователь сети Интернет имеет доступ к информационному оружию. Не редкость установка в сетях программ контроля трафика и отслеживания паролей, засылка полиморфных кодов по электронной почте (так называемых бомб), активное использование программ анонимной рассылки почты (ремейлеров), которые открывают дорогу рассылке самой разрушительной информации, например, рецептов домашнего изготовления наркотических и взрывчатых веществ или предложений от киллеров. Это требует введения эффективных средств контроля и защиты.

Вторжении Интернет в частную жизнь - это отдельный вопрос. Наибольшее опасение вызывают проблемы наличия опасных и оскорбительных общедоступных материалов в Интернет, вторжение в личную жизнь со стороны правительства, вторжение в личную жизнь со стороны частных компаний, и далее такие проблемы, как, например, потеря личных контактов между людьми и накопление персональных данных в компьютерных базах доступных государству и частным лицам. Очень опасна тенденция сбора персональных данных о людях и фирмах, который проводят некоторые компании, опрашивая и анкетируя в сетях детей, завлекая их различного рода псевдоиграми, викторинами, призами. Привлеченный возможностью получить игрушку или другой приз, ребенок заполняет анкету, сообщая самые различные данные о своей семье, работе отца, брата и т. д... Сформированные на основе таких анкет базы данных могут затем свободно продаваться, и их конфиденциальность естественно не обеспечивается. В компьютерных сетях мы тоже идем по тому же пути, и Россию ждут те же проблемы (и даже гораздо худшие - так как изобретательность русского человека вообще непредсказуема). Молодежь увлекается работой в Интернет. Нынешнее поколение выросло вместе с информационными технологиями и очень легко адаптируется к ним. Молодежь же с 6-12 лет легко обращается с компьютером, начиная с компьютерных игр, постепенно переходят к серьезной работе в сети. В России отсутствует какая-либо система обучения молодежи объясняющая им возможные последствия от вторжения в их личную жизнь. Часто молодые люди, общаясь в сети, рассказывают о себе и семье очень много - адрес, телефон, привычки, увлечения и т. д.. Известно множество случаев, когда подобные сведения использовались в криминальных и около криминальных целях. Молодые люди доверяют сети, в том числе, и свои секреты, которыми они вряд ли бы поделились с родителями. В целях личной безопасности абонентов компьютерных сетей, необходимо организовать обучение детей и их родителей безопасной работе в сети. И те, и другие должны понимать, что сеть не такая простая вещь и общаться в ней нужно осторожно.

Электронная почта очень быстрый, удобный и современный вид передачи информации. Объем передаваемых по ней сообщений сегодня очень велик. Но и объем «мусора» в ней постоянно возрастает. Присылают множество писем с предложением каких-то вещей, приборов и много всего прочего, даже если ваш адрес в e-mail известен очень ограниченному кругу лиц. Не важно, где человек работает с электронной почтой - дома или на работе в корпоративной системе - конфиденциальность переписки в сети все равно не обеспечивается. Пароли вскрываются, почта может перехватываться, а архивы хранятся достаточно безалаберно, ваш корреспондент неизвестен и может обойтись с полученной почтой по своему усмотрению и т. д. Основным источником вторжения в личную жизнь сегодня стала электронная почта и с этим нельзя не согласиться.
И все же на компьютерную сеть следует смотреть с оптимизмом - это, прежде всего, огромный источник информации по любому вопросу.

Сетевые технологии имеют от ношение не только к личной и общественной безопасности в гуманитарном смысле, но и к финансовой безопасности. Сегодня понятие безопасности личности и безопасности государства сливаются. В информационном обществе они едины. Потеря информации человеком влечет за собой ущерб для организации, в которой он работает, потери же организации влекут за собой ущерб для государства. Вопрос стоит о единой информационной безопасности. Безопасность отдельного человека и отдельной организации и есть безопасность государства. Существующие сегодня системы перехвата информации позволяют перехватывать телефонные разговоры, в том числе и по сотовым телефонам, сетевые сообщения в глобальных сетях и т. д. В России пользуются западными системами связи и соответствующими им механизмами защиты. Это позволяет Западу отслеживать финансовые операции по всему миру.

Между тем, оригинальные российские разработки могут дать лучшие результаты по защите информации. Вероятно, отечественные финансисты, только пострадав от западных технологий, начнут понимать, что мы должны защищать их оригинальными надежными отечественными средствами. Россия должна решать свои проблемы сама не доверяя свой «карман» Западу. Запад способен разорить еще не одного российского олигарха, а тот, в свою очередь, ряд отечественных компаний, что повлечет ущерб для множества людей и конечно никто в России в этом не заинтересован. Существуют и оригинальные российские технологии криптографической почты, позволяющие обеспечить безопасность переписки. Подобные технологии востребованы даже на мировом рынке. Фирма Samsung, например, активно использовала российские технологии, в частности, криптографическую почту - универсальный почтовый клиент с возможностями индивидуальной и групповой работы, которым можно по праву гордиться (программа обладает огромным потенциалом и универсальностью).

Информационная война будет продолжаться вечно, а в 21 веке ожидается дальнейшее обострение конкурентной борьбы. Обсуждение проблем информационной безопасности должно вестись на общедоступном и понятном всем уровне, а это дело прессы, и специалистов в этой области. Возвращаясь же к вопросам безопасности, следует отметить, что угроза тотального информационного контроля далеко не «страшилка», а реальная опасность, требующая противодействия. В России накоплен достаточный интеллектуальный потенциал, позволяющий разработать все аспекты ответственности, правил и этики работа с информацией.

Личная безопасность вполне может вступать в противоречие с безопасностью государства. Все ограничения на криптографические средства, характерные для США, обусловлены тем, что впервые государство попало в ситуацию, когда оно стало таким же «участником игры», как и отдельная личность. Если раньше криптография была чисто государственным делом из-за технических сложностей, то теперь она доступна всем. Понятно желание государства вернуть утраченную монополию. Отсюда и введение ограничений на распространение криптографических систем. В этом смысле путь, пройденный США, уготовлен и для России.

В нашей стране в стандартных курсах обучения компьютерной грамотности отсутствует четко обозначенные темы безопасности работы в сети, беспочвенная вера пользователей в парольную защиту и слабая подготовка системных администраторов известнейших компаний, делает их серверы практически открытыми для вмешательства в их работу. Во многих, особенно небольших компаниях, системный администратор - не более чем «продвинутый» пользователь, своим умом дошедший до администрирования на простейшем уровне. Имеется множество примеров «святой простоты» системных администраторов даже крупных финансовых компаний.

Фирма Microsoft серьезно занялась проблемами Интернет, и она оценила значение проблемы защиты пользователя, разработав оригинальную систему электронных подписей которая гораздо удобнее других систем защиты. Считается, что электронную подпись невозможно подделать, хотя наверняка предприимчивые компьютерные взломщики уже засели за решение этой задачи.

Таким образом желательно воспринимать возможности Интернет взвешенно и видеть не только прекрасные предоставляемые им возможности доступа и обмена информацией в мировом масштабе, способствующие накоплению знаний, но и понимать, что этими возможностями могут воспользоваться во вред всему человечеству, предприятию или отдельной конкретной личности. Но все же концепция Интернет давно уже воспринимается как идея всемирной информационной магистрали, которая гарантирует быстрый доступ каждого из нас к любому существующему информационному ресурсу. Сегодняшнее развитие Интернет уже не контролируется никем. Всемирная сеть как явление развивается самостоятельно и способна взять все самое лучшее от других средств массовой информации.