Компьютерные сети. Компьютерная сеть
 Скачать 18.56 Kb.
|
|
Компьютерная сеть — это группа (два и более) компьютеров, соединенных каналами передачи данных. Компьютерные сети обеспечивают: — быстрый обмен данными; — совместное использование ресурсов (сканеров, модемов, принтеров и т. д.); — совместное использование программного обеспечения и баз данных; — совместную работу пользователей над некоторым заданием и проектом; — возможность удаленного управления компьютерами. В зависимости от выполняемых в сети функций различают компьютеры-серверы и компьютеры-клиенты: Сервер — это компьютер, предоставляющий доступ к собственным ресурсам или управляющий распределением ресурсов сети. Клиент-компьютер, использующий ресурсы сервера. По территориальному признаку сети разделяются на локальные и глобальные. Локальные сети — это сети, состоящие из близко расположенных компьютером (сеть здания, помещения и т. д.). Глобальные сети — это сети, охватывающие большие территории и включающие большое число компьютеров. По архитектуре различают: одноранговые сети и сети с выделенным сервером. Одноранговые сети — это сети, в которых каждый может представлять свои ресурсы другим компьютерам сети и использовать другие. Сети с выделенным сервером — это сети, в которых один или несколько компьютеров являются серверами, а все остальные — клиентами. Компьютерные сети могут разделяться по скорости передачи данным. Пропускная способность сети — это максимальное количество бит, которые могут быть переданы за одну секунду. Давайте рассмотрим локальные сети. Во многом большинство характеристик локальных сетей определяется конфигурацией или топологией сетей. Топология — это конфигурация сети, способ соединения ее элементов друг с другом. Чаще всего используются следующие топологии сетей: Шинная топология. Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю. Кольцевая топология. Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому. Радиальная топология. Каждый компьютер через специальные сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. Древовидная топология. Образуется соединением между собой несколькими звездообразных топологий. Локальные сети ориентированы прежде всего на сравнительно небольшое количество компьютеров. Что же касается глобальных сетей, то она ориентирована на обслуживание неограниченного круга пользователей. Самый впечатляющий пример глобальной сети — это ИНТЕРНЕТ. Интернет — это глобальная сеть, в которой многочисленные научные, корпоративные, государственные и другие сети, а также персональные компьютеры отдельных пользователей соединены между собой каналам передачи данных. Основной аппаратной структурой сети Интернет можно считать мощные компьютеры (узлы) и связывающие их высокоскоростные магистральные каналы передачи данных. Организации, имеющие в собственности и обслуживающие такое оборудование, называются провайдерами. За каждым компьютерным узлом в Интернете закреплён постоянный адрес, называемый IP-адресом. Давайте рассмотрим технологию IP- адресации. Такие адреса получают и пользователи сети Интернет, но в отличии от адресов узлов они действуют только во время подключения пользователя к сети и изменяются при каждом новом сеансе. IP-адрес представляет собой 32-битный идентификатор, например: 10110110110110110110110110110001 Так как человеку сложно воспринимать такую длинную строку, ее делят на 4 равные части: 10110110.11011011.01101101.10110001 Чтобы пользователи было еще удобнее работать с IP-адресом каждую часть переводят в 10-ую систему счисления: 182.219.109.177 Таким образом число в IP-адресе не может превышать 255. Мы говорили уже о том, что Интернет представляет собой сеть сетей, поэтому технология IP-адресов учитывает этот факт следующим образом: Любой IP адрес состоит из двух частей: IP-адрес сети и IP-адрес узла этой сети. При этом деление адреса на части происходит с помощью маски — 32-битным числом, в двоичной записи которого сначала стоят единицы, потом — нули. Первая часть IP- адреса, соответствующая единичным битам маски, относится к адресу сети, а вторая, соответствующая нулям маски, — определяет числовой адрес узла сети. Адрес сети получается в результате поразрядной конъюнкции к IP адреса узла и маски. Напомним, Конъю́нкция — логическая операция, по своему применению максимально приближённая к союзу "и". Пример: Пусть дан IP-адрес узла 217.9.142.131 и с помощью маски 255.255.192.0 надо получить IP-адрес сети. Сначала переведем IP-адрес узла и маски в двоичный вид и произведен поразрядную конъюнкцию: При этом часть IP-адреса сети, соответствующая единицам в маске, указывает на IP-адрес сети, к которой привязана сеть, а часть, соответствующая нулям, отдается на нумерацию компьютеров пользователей этой сети. Желтым цветом выделена часть IP-адреса сети, указывающей на узел, а зеленым — на нумерацию пользователей. Уровни протоколов Что такое «сетевые протоколы»? Здесь все просто. По сути, это набор правил, благодаря которому реализуется соединение и обмен данными между несколькими (2-мя и более) устройствами, которые относятся к какой-либо сети. Наиболее популярная система классификации этих протоколов – OSI (сетевая модель). Ее можно разбить на 7 основных уровней: Прикладной – самый верхний. Он отвечает за взаимодействие юзера и сети, делает доступными сетевые службы, а также отвечает за информацию о возможных ошибках и передачу служебных данных (POP3, HTTP, SMTP). Уровень представления работает с преобразованием протоколов, сжатием/распаковкой, а также кодированием и декодированием информации. Сеансовый полностью соответствует своему названию, так как поддерживает сеанс связи. Работает с созданием и завершением сеанса, синхронизацией задач, обменом данными, etc. Транспортный уровень отвечает за доставку переданной информации без потерь, дублирования, ошибок и в точно той же последовательности, что и нужно (как данные передаются – так они и поставляются получателю). Протоколы данного уровня работают по принципу «точка-точка». Примеры: TCP, UDP. Больше о работе TCP и других протоколов можете узнать из нашей статьи «Разбираем по косточкам компьютерные сети: HTTP, TCP, REST». Сетевой нужен, чтобы определять путь передачи данных. Отвечает за поиск кратчайших маршрутов, коммутацию и отслеживание неполадок в сети. На данном уровне работает маршрутизатор. Канальный уровень или уровень звена данных. Здесь происходит обеспечение взаимодействия сетей, но уже на физическом уровне. Полученные с физического уровня данные упаковываются во фреймы, исправляются ошибки, если это необходимо, а после информация отправляется выше – на сетевой уровень. Здесь работают коммутаторы и мосты. Примеры интерфейсов: NDIS, ODI. Физический уровень – самый нижний, для работы с передачей потока данных. Реализуется передача оптических или электрических сигналов в радиоэфир или кабель, а также их прием с дальнейшим преобразованием в биты данных. Грубо говоря, осуществляется интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. Здесь работают хабы, ретрансляторы и медиаконвертеры. К слову, модель TCP/IP во многом перекликается с приведенной выше OSI, так как функции многих уровней совпадают: Таким образом на нумерацию пользователей такой IP-адрес сети выделяет 14 бит, при этом два адреса из них не используется (адрес сети и широковещательный) А значит она позволяет пользоваться одновременно 16382 компьютера. Список обязательной и дополнительной литература для углубленного изучения темы: — Босова Л. Л., Босова А. Ю. Информатика. 11 класс. Базовый уровень. — М.: БИНОМ, 2016 — Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 7—9 классов/ М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005 — Семакин И. Г., Е. К. Хеннер. Информатика и ИКТ. 10—11 класс/ М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008 — К. Ю. Поляков, Е. А. Еремин. Информатика. 11 класс. Базовый и углубленный уровни: учебник в 2 ч. Ч. 1 / М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016 |