Глобальные и локальные компьютерные сети. Глобальные компьютерные сети. Современная структура сети
 Скачать 27.98 Kb.
|
|
Профессионально-педагогический колледж СГТУ им. Ю. А. Гагарина Доклад на тему «Глобальные компьютерные сети. Современная структура сети» Докладчик: Студент группы ИСП-922, Юсов Д.П Оглавление Компьютерная сеть Что такое интернет? Локальные компьютерные сети Глобальные компьютерные сети Беспроводные локальные компьютерные сети Как подключиться к Интернету? КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net — сеть и work — работа) — совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети. Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и соединяющих их ветвей (каналов связи). Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла. Различают узлы оконечные, расположенные в конце только одной ветви, промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви, и смежные — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов. Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами. Основы построения и функционирования: Для объединения компьютеров и компьютерных устройств в К. с. применяются аппаратные средства (сетевые адаптеры, установленные на компьютерах, коммутаторы, маршрутизаторы, кабели и др.) и программные средства, которые реализуют правила взаимодействия программных и аппаратных компонент К. с., определённые сетевыми протоколами. Сетевые протоколы соответствуют действующим в К. с. сетевым технологиям (комплекс программно-аппаратно реализованных методов, определяющих функционирование К. с.). По назначению программные и аппаратные составляющие К. с. условно разделяют на три уровня: верхний – прикладные программы (серверы и клиенты электронной почты, веб-серверы и браузеры и др.); средний – программные средства, реализующие сетевые протоколы; нижний – сетевые аппаратные средства. Компьютеры и компьютерные устройства в составе К. с. имеют уникальные (в пределах К. с.) сетевые адреса (принадлежащие единому сетевому адресному пространству) и называются узлами К. с. Формат и интерпретация сетевого адреса определяются применяемым сетевым протоколом [напр., если применяется IP-протокол, то узлы получают IP-адреса (см. Интернет)]. Взаимодействие между узлами осуществляется путём обмена сообщениями, разбитыми на небольшие блоки определённого формата (сетевые пакеты). Разбивку на пакеты, их сжатие (при необходимости) и др. осуществляют программы, реализующие сетевые протоколы. Оптические или электрич. сигналы, соответствующие значениям битов в составе сетевых пакетов, передаются по медным или оптоволоконным кабелям, а также средствами беспроводной связи (напр., радиосигналами). Проводные и беспроводные среды передачи сигналов К. с. называют сетевой средой передачи. Её свойства определяют скорость прохождения сигналов и допустимые расстояния их эффективной передачи. Наибольшая скорость достигается при передаче по оптоволоконным кабелям, а наименьшая – в беспроводной среде (применяемой, напр., для подключения перемещаемых компьютеров). По размеру территории, охватываемой К. с., различают: локальные К. с. (LANs – Local Area Networks), К. с., охватывающие территории регионов, стран и др. (WANs – Wide Area NetWorks), глобальные К. с. (Global networks) и др. Самой крупной глобальной сетью является Интернет. 2. ЧТО ТАКОЕ ИНТЕРНЕТ? Длительная Интернет (англ. Internet, МФА: [ˈɪn.tə.net]) — информационно-коммуникационная сеть и всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации. Раньше упоминался как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть. Построена на базе стека протоколов TCP/IP. На основе Интернета работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и множество других систем передачи данных. К началу 2020 года число пользователей достигло 4,5 млрд человек, что составляет более 50 % от всех жителей планеты Земля. Во многом это было обусловлено широким распространением сотовых сетей с доступом в Интернет стандартов 3G, 4G и 5G, развитием социальных сетей и удешевлением стоимости интернет-трафика. Суперуспешное развитие Интернета во многом объясняется также тем, что во второй половине 2010-х годов мировая Сеть фактически стала полномасштабной заменой всем классическим инструментам получения информации, связи и коммуникации. Все «классические» СМИ — телевидение, радио и печатные издания — имеют полноценные онлайн-версии, кроме того, существует безграничное множество интернет-СМИ и блог-платформ, соединяющих все признаки различных форм коммуникации, делая контент более «живым» и менее зависимым от штампов. На сегодняшний день самыми популярными интернет-ресурсами являются социальные сети (Facebook, Instagram, Twitter), мессенджеры (WhatsApp, Viber, Telegram), а также энциклопедия Википедия и видеохостинг YouTube, который часто называют «новым телевидением», «заменой телевидению». В период пандемии коронавируса COVID-19 широкую популярность обрели различные сервисы, позволяющие хотя бы отчасти восполнить привычный образ жизни (службы доставки, интернет-магазины, онлайн-кинотеатры, программы для организации видеоконференций и многое другое). История интернета кратко впервые начинается как военная задумка в середине ХХ века в разгар холодной войны. В 1962 году Дж.К.Р. Ликлайдер, сотрудник Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (на английском языке эта аббревиатура формулируется как DARPA) озвучил мысль о так называемой "галактической сети" из взаимосвязанных компьютеров. В 1967 году Лоуренс Робертс из Массачусетского технологического института опубликовал план создания такой сети, которую назвал "Арпанет" (на английском – ARPANET, производное от DARPA). В соответствии с ним, два компьютера оказались впервые объединены в сеть в 1969 году. В 1972 году эта технология была впервые представлена широкой публике на Международной конференции по компьютерным коммуникациям. В этом же году было отправлено первое сообщение по электронной почте. В 1970-е годы научные сообщества начали создавать узкоспециализированные локальные сети, чтобы обмениваться тематическими результатами новейших исследований и разработок. Однако о глобальной сети, которая охватывала бы весь мир и допускала бы одновременное подключение миллионов гаджетов, говорить было еще рано. Ключевое развитие истории интернета кратко можно по праву считать с 1983 года, когда были созданы 2 сетевых протокола TCP/IP, позволяющие с легкостью подключаться к Интернету при помощи телефонной линии. Спустя несколько лет Интернет стал постепенно становится все более общедоступным. С начала 90-х начинается современная история Интернета в том виде, в котором он знаком нам сейчас. 4. ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Локальная сеть - компьютерная сеть, объединяющая компьютеры, расположенные в одном помещении, в одном здании или в соседних зданиях. В локальной сети используют единый комплект протоколов для всех пользователей. Локальная сеть – это группа связанных между собой компьютеров, серверов, принтеров, расположенных в пределах здания, офиса или комнаты. Локальная сеть дает возможность получать совместный доступ к общим папкам, файлам, оборудованию, различным программам и т.д. Использование ресурсов локальной сети дает возможность существенно снизить финансовые затраты предприятия, повысить уровень безопасности хранения важных данных, сократить временные затраты сотрудников компании на решение различного вида задач, а так же повышение общей эффективности работы. Локальная сеть состоит из следующего оборудования и технологий: концентраторы (HUB) – соединяет сетевые кабели и обеспечивает взаимодействие между подключенными к ним устройствами (компьютеры, принт-серверы и т.д.); управляемый коммутатор – концентратор, который предоставляет возможности начального администрирования конфигурации локальной сети; принт-сервер – специальное устройство, которое обеспечивает подключение принтера к компьютерной сети и дает возможность печати всем пользователям локальной сети; файл-сервер – один компьютер локальной сети, предоставляющий дисковое пространство для хранения информации с возможностью непрерывного доступа к ней пользователям; устройство беспроводного доступа – радиосигнал, позволяющий соединять локальные сети, расположенные в пределах прямой видимости на расстоянии до 25 км. 5. ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ При Сети, соединяющие компьютерные сети и отдельные компьютеры, размещенные в разных городах и странах, частях света, называют глобальными (WAN). В глобальных сетях часто используются существующие линии связи, например телефонные, телеграфные, сотовые линии. Наиболее известной глобальной сетью является Интернет. Интернет также называют сетью сетей. Существуют еще и другие глобальные сети. Например, сети банковских систем, сети авиакомпаний, научных организаций. Интернет — всемирная система взаимосвязанных компьютерных сетей. Интернет состоит из большого количества локальных и глобальных сетей, связанных между собой с использованием различных проводных и беспроводных технологий. Интернет составляет физическую основу для размещения огромного количества информационных ресурсов и услуг, например WWW и электронная почта. 6. БЕСПРОВОДНЫЕ ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Беспроводные соединения окружают нас повсюду. Это и пульт от телевизора, и сотовый телефон, и разумеется, персональный компьютер, подключенный к беспроводному интернету. Небольшой маршрутизатор с беспроводной точкой доступа сегодня становится обычным делом дома, не говоря уже о небольшом офисе. И, тем не менее, подавляющее большинство пользователей не имеют представления о базовых принципах работы данных устройств, об их возможностях и способах использования. Именно этими аспектами я и хотел бы поделиться в данной статье. Беспроводные технологии – классификация беспроводных сетей Итак, взаимодействие беспроводных устройств регламентируется целым рядом стандартов. В них указывается спектр радиочастотного диапазона, скорость передачи данных, способ передачи данных и прочая информация. Главным разработчиком технических стандартов беспроводной связи является организация IEEE. Стандарт IEEE 802.11 регламентирует работу беспроводных устройств в сетях WLAN (Wireless LAN). На сегодняшний день действуют следующие поправки — 802.11a, 802.11b, 802.11g и 802.11n. Все эти технологии отнесены к категории Wi-Fi (Wireless Fidelity). Организация "Wi-Fi Alliance" отвечает за тестирование устройств для беспроводных LAN, выпущенных разными производителями. Логотип Wi-Fi на корпусе устройства означает, что это оборудование может взаимодействовать с другими устройствами того же стандарта. 5. КАК ПОДКЛЮЧИТЬСЯ К ИНТЕРНЕТУ? Для подключения компьютера к сети Интернет необходимо иметь коммуникационное оборудование (это может быть модем, кабельный модем, адаптер, устройство обслуживания канала и данных для выделенных линий и т.п.), канал связи и специальные коммуникационные программы. Также следует выбрать организацию, которая обслуживает пользователей, обеспечивает их определенным набором услуг, необходимых для использования ресурсов Интернет. Такие организации называют провайдерами. Интернет-провайдер, или провайдер — организация, которая предоставляет услуги доступа в Интернет и другие связанные с Интернетом услуги. К услугам, которые предоставляет интернет-провайдер, могут относиться: доступ в Интернет по коммутируемым и выделенным каналам; беспроводной доступ в Интернет выделение дискового пространства для хранения и обеспечения работы сайтов (хостинг) поддержка работы почтовых ящиков или виртуального почтового сервера; размещение оборудования клиента на «территории» провайдера; аренда выделенных и виртуальных серверов; резервирования данных и тому подобное. Все провайдеры Интернета предоставляют почти одинаковый комплект услуг, однако может отличаться качество соединения, скорость передачи данных в зависимости от технологии связи и т.п., поэтому цены на услуги провайдеров разные. Выбор конкретного провайдера — это задача, в котором следует учитывать влияние многих факторов, в частности: пропускную способность канала, с помощью которого провайдер подключается к глобальной сети, и уровень загрузки этого канала; цену подключения, ежемесячную абонентскую плату. Этот показатель может отличаться в разных провайдеров в 1,5-2 раза, но цена в основном зависит от качества связи; качество каналов, обслуживающих провайдера. В зависимости от желаний и финансовых возможностей пользователь выбирает один из способов доступа к Интернету: постоянное соединение через выделенный канал связи; подключение к телефонной линии; доступ с помощью сетей кабельного телевидения; доступ средствами беспроводных каналов связи. Высокую скорость передачи данных в глобальных сетях в основном обеспечивают оптоволоконные каналы связи, также применяются технологии DSL, соединение с помощью сетей кабельного телевидения, Wi-Fi, WiMAX, спутниковая связь и др. Все это позволяет в реальном времени передавать аудио- и видеофайлы и пользоваться интерактивными программами для коммуникации. Выделенные линии обеспечивают круглосуточное подключение компьютера к сети. Преимущественно прокладываются специальные мощные линии, позволяющие быстро и качественно передавать данные в цифровом формате; это могут быть оптоволоконные линии или витая пара. Этот способ гарантирует надежную связь и постоянную пропускную способность. Иногда в местах, где нет возможности проложить такие линии, используют обычные телефонные линии. Услуги DSL предлагаются телефонными станциями дополнительно к обычной телефонной связи. Варианты DSL различаются скоростью входящего и исходящего потоков данных, а также максимальным расстоянием, на которую возможно передачи сигнала (например, не далее чем 5300 м от телефонной станции для АDSL). Каждый пользователь может выбрать нужный вариант, исходя из требуемых характеристик доступа и стоимости услуг. Компании кабельного телевидения также предоставляют услуги подключения к Интернету теми же каналами, по которым передаются телевизионные сигналы. Для такой связи нужен кабельный модем, подключенный к сети постоянно. Кабельная технология предусматривает одностороннее (только от телевизионной компании к пользователю) или двустороннюю передачу данных с пропускной способностью до 1 Гбит/с. Преимуществом такого соединения является достаточно низкая цена. Беспроводные средства коммуникации по сравнению с кабельными основном имеют более низкую скорость передачи данных, однако в некоторых ситуациях у них есть преимущества. В частности, если установить постоянное соединение по кабелям невозможно, а также если пользователь путешествует или находится в командировке в другом месте или стране. DSL — от англ. Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия. WiMAX — стандарт беспроводной связи, обеспечивает широкополосную связь на значительные расстояния со скоростью, сравнимой с кабельным соединением. Wi-Fi — от англ. Wireless Fidelity — беспроводная надежность. Совокупное название беспроводных технологий для доступа в Интернет с мобильных устройств — мобильный Интернет. Однако его могут использовать как мобильные устройства, так и стационарные. Сейчас развивается уже четвертое поколение мобильной связи 4G (от англ. Fourth generation — четвертое поколение) и разрабатывается и тестируется технология 5G, которую планируют внедрять около 2020 года. 3G и 4G — это мобильные технологии беспроводной связи, к которым относятся не только радиосвязь, но и высокоскоростной доступ в Интернет с каналом передачи данных. Каждое поколение связи имеет свои технологии, требующие нового оборудования, обслуживания, а часто и наличии свободных частот. Все эти требования увеличивают время между разработкой и внедрением сети примерно на 10 лет. Так, сети 3g начали разрабатывать еще в 1990-х, а внедрены в некоторых странах они были только в 2000-х годах; 4g разрабатывают с 2000-х, а их внедрение началось только с 2010 года, в России их внедрение продолжается до сих пор. Согласно спецификации Международного союза электросвязи сети ЗG должны иметь следующие параметры: минимальная скорость передачи данных 2 Мбит / с для стационарных объектов и пользователей, которые перемещаются с низкой скоростью; минимальная скорость передачи данных 348 Кбит / с для пользователей, которые перемещаются с высокой скоростью. Сети четвертого поколения 4G должны иметь следующие параметры: протоколы пакетной передачи данных минимальная скорость передачи данных 1 Гбит / с для стационарных объектов и пользователей, которые перемещаются с низкой скоростью; минимальная скорость передачи данных 100 Мбит / с для пользователей, которые перемещаются с высокой скоростью. Современным стандартом беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных устройств, который внедряется в различных странах мира, является LTE (от англ. Long Term Evolution — долгосрочное развитие), маркетинговое название — 4G LTE. Скорость загрузки по стандарту LTE в теории достигает 326,4 Мбит/с. Одной из современных технологий беспроводной связи является Wi-Fi, что обеспечивает передачу цифровых данных по радиоканалам. Для этого в определенной зоне устанавливают точки доступа, которые соединяют кабельную и беспроводную сети. Технология обеспечивает гарантированную связь с точкой доступа на расстоянии 50-200 м и может одновременно поддерживать несколько десятков активных пользователей. Скорость передачи данных при таком соединении достигает 300 Мбит/с и выше. В 2016 космическая корпорация Илона Маска SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию связи СЕЛА о запуске на орбиту 4425 спутников для раздачи высокоскоростного интернета. Сейчас на орбите Земли находится около 1400 активных спутников и еще 2600 неактивных. Таким образом, SpaceX планирует запустить больше спутников, чем сейчас имеется на орбите. Ожидается, что после создания полной орбитальной группировки каждый человек на Земле сможет пользоваться беспроводным спутниковым Интернетом на скорости до 1 Гбит/с. Проект оценивается в 10 млрд долларов. Спутниковая связь — это один из видов радиосвязи, использующая искусственные спутники Земли как ретрансляторы, то есть они принимают сигналы с Земли, восстанавливают и усиливают их, и снова пересылают на Землю. - Источник: Компьютерные сети СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ https://infourok.ru/prezentaciya-po-informacionnym-tehnologiyam-na-temu-globalnye-kompyuternye-seti-5256080.html https://www.profvest.com/2019/02/istoriya-sozdaniya-interneta.html https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/nauka-i-tehnika/kompyuternye-seti.html https://habr.com/ru/sandbox/21711/ https://www.sites.google.com/site/informtexxim/home/3 |