Конспекты Технология монтажа и обслужива ния транспортных сетей. Основные принципы построения компьютерных сетей, Стандарты в области компьютерных сетей, Локальные сети, Аппаратные и компоненты локальных сетей, Сети ip, Структура и основные принципы построения сети Интернет, Поиск информации в сети Интернет
 Скачать 30.36 Kb.
|
|
Конспекты на тему «Основные принципы построения компьютерных сетей, Стандарты в области компьютерных сетей, Локальные сети, Аппаратные и компоненты локальных сетей, Сети IP, Структура и основные принципы построения сети Интернет, Поиск информации в сети Интернет» Выполнил: студент Москва 2023 Основные принципы построения компьютерных сетей Эволюционные процессы, которые в первую очередь коснулись компьютерных технологий, привели к появлению нескольких типов вычислительных сетей, подразумевающих совокупность компьютерных устройств, объединенных в одну систему. Основным назначением такой системы является доступ пользователей к совместным ресурсам и возможность обмена данными между абонентами в процессе работы. Практически все предприятия, функционирующие в современных реалиях, организовывают свою работу при помощи компьютерных сетей, сформированных по одному из принципов, о которых пойдет речь далее. Организация обмена данными в сфере компьютерных и информационных технологий осуществляется согласно выбранной топологии, конфигурация которой определяется соединением нескольких компьютеров и может отличаться от конфигурации логической связи. Выбор типа физической связи непосредственно влияет на характеристики сети, поэтому к данному процессу подходят с учетом определенных требований. Линия Концепция формирования данного типа сети основана на принципе размещения всех абонентов на одной линии, поэтому при ее повреждении вся цепочка становится неработоспособной, точно так же как и при выключении одного компьютера, когда теряется связующая нить между всеми пользователями. Учитывая несовершенство и моральное устаревание данного типа построения ЛВС, на сегодняшний день его практически не используют. Шина В данном случае задействован единый кабель, к которому через специальные соединительные элементы подключены ПК. Концы шины снабжены резисторами, препятствующими отражению сигнала и гарантирующими его чистоту. Преимущество такой топологии состоит в простоте монтажа и настройки, при этом затрачивается меньшее количество кабеля, нежели в других типах сетей. При поломке одного компьютера сеть сохраняет рабочее состояние, однако при неполадках в самой сети функционирование в ее рамках прекращается абсолютно для всех абонентов. Стоит помнить, что чем больше рабочих станций локализуется на шине, тем существеннее падает скорость функционирования сети. Кольцо Общие принципы построения компьютерных сетей по типу кольца аналогичны тем, что применяются при создании топологии линии, однако существуют некоторые отличия, и наиболее существенное из них состоит в последовательном подключении компьютеров друг к другу. Сигнал в такой сети перемещается исключительно в одностороннем порядке, а для обеспечения движения двух сигналов в разных направлениях формируют двойное кольцо. Данная сеть проста в сборке и не требует большого количества оборудования, при этом она демонстрирует устойчивую работу, однако при неполадках в функционировании одного из ПК вся система оказывается нерабочей. Многосвязная Преимущество многосвязной конфигурации – высокая скорость обмена файлами, к тому же при поломке одного компьютера другие участники процесса могут и далее осуществлять бесперебойную работу в сети. Ввиду дороговизны такая сеть применяется очень редко и только там, где необходима высокая скорость и повышенная надежность работы (стратегические объекты). Звезда В данном случае не нужно использовать много кабеля и дополнительные спецсредства, однако все абоненты могут быть удалены от концентратора (хаба) не далее, чем на 100 метров. Разумеется, при выходе из строя хаба все компьютеры лишаются соединения, однако при поломке одного компьютера или отдельного канала связи сеть продолжает нормально функционировать. Стандартизация в области компьютерных сетей Важную роль при соединении разных компьютеров в сеть является стандартизация. Любая новая технология находит массовое применение только после того как она будет стандартизирована. Идеологической основой стандартизации в компьютерных сетях является модель взаимодействия открытых систем. Под открытой системой подразумевается любая система (компьютер, устройство, программа, вычислительная сеть), которая построена на основе открытых спецификаций. Спецификация дает формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами и т.п. Стоит отметить, что не всякая спецификация является стандартом. Под открытыми спецификациями подразумеваются общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате соглашения после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами. Все больше фирм-производителей принимают участие в подобных обсуждениях, поскольку возможность взаимодействия с продуктами конкурентов является в наше время выгодным достоинством. Модель OSI касается только одного аспекта открытости - открытости средств взаимодействия устройств, связанных в компьютерную сеть. Под открытой системой тут понимается готовность одного сетевого устройства взаимодействовать с остальными посредством стандартных правил, определяющих формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений. Построение двух сетей с соблюдением принципов открытости дает следующие преимущества: возможность использования аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся одного стандарта; легкая замена отдельных компонентов сети более современными, позволяющими сети развиваться с минимальными затратами; легкость сопряжения сетей. Стандартизация вычислительных сетей ведется большим количеством компаний и в зависимости от статуса организаций различают несколько видов стандартов: стандарты отдельных фирм; стандарты специальных комитетов и объединений; национальные стандарты; международные стандарты. Более того, некоторые стандарты из-за популярности стандартных изделий могут переходить из одной категории в другую. Ярким примером открытой системы можно считать Интернет. Документы, которые регламентируют работу Интернета называются RFC (Request For Comments - запрос обсуждения). Многие из этих документов в последствии становятся стандартами де-факто. В соответствии с принципом открытости, все RFC можно найти в свободном доступе. Важнейшим направлением в области стандартизации сетей является стандартизация протоколов связи. Наиболее известными стеками протоколов являются: OSI, TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECNet, SMA, но не все из них сегодня применяются на практике. Локальные сети Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (несколько десятков компьютеров, установленных в различных кабинетах некоторого учреждения) Локальная сеть - коммуникационная система, состоящая из нескольких компьютеров, соединенных между собой посредством кабелей (телефонных линий, радиоканалов), позволяющая пользователям совместно использовать ресурсы компьютера: программы, файлы, папки, а также периферийные устройства: принтеры, плоттеры, диски, модемы и т.д. Виды локальных сетей: Одноранговая локальная сеть В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т.е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными. Такие сети называют одноранговыми. Одноранговая локальная сеть- сеть поддерживающая равноправие компьютеров и предоставляющая пользователям самостоятельно решать какие ресурсы своего компьютера: папки, файлы, программы сделать общедоступными. Локальная сеть на основе сервера Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, 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. Сервер - специальный управляющий компьютер, предназначенный для: 1. хранения данных для всей сети. 2. подключения периферийных устройств; 3. централизованного управления всей сетью; 4. определения маршрутов передачи сообщений. Техническая поддержка локальной сети Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь: 1. Сетевой адаптер – специальная плата, предназначенная для передачи и приема информации из сети. Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиальный, витая пара, оптоволоконный). 2. Кабель – основной канал связи – физическая среда передачи информации. Основная характеристика канала связи – пропускная способность, т.е. максимальная скорость передачи информации (измеряется в бит/сек, килобит/сек, мегабит/сек). В локальных сетях используются следующие виды каналов связи: - Витая пара - проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает малой пропускной способностью – менее 1 Мбит/сек. Скручивание позволяет повысить помехоустойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные. - Коаксиальный кабель - состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран). Экран представляет собой оплетку из медного провода вокруг изолятора или обернутую вокруг изолятора фольгу. - Витая пара категорий 5, 5e, 6, 6e, 7 проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает хорошей пропускной способностью – от 100 Мбит/сек. и выше. - Оптоволоконный кабель - состоит из тонкого стеклянного цилиндра, покрытого оболочкой с другим коэффициентом преломления. Типичная скорость от 10 Гбит/сек и выше. Существуют и беспроводные локальные сети. В них информация между ПК передается с помощью инфракрасных лучей. Недостаток: наличие помех , создаваемых другими источниками той же частоты, а также сложность защиты данных от несанкционированного доступа, поскольку передаваемые сообщения в таком случае может воспринимать любой приемник, настроенный на ту же частоту. 3. Хаб (коммутатор, концентратор)- специальное устройство, предающее сигналы от одних подключенных к нему компьютеров к другим. Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство. Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и возможности. Аппаратные компоненты локальных сетей Сетевой адаптер (Network Interface Card — NIC) — это периферийное устройство компьютера. Именно сетевой адаптер непосредственно взаимодействует со средой передачи данных, которая прямо или через коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. В зависимости от технологии построения сети, с которой работает адаптер, они делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т. д. Как правило, сетевые адаптеры выполняются в виде отдельной платы, вставляемой в слоты расширения системной шины компьютера. Плата сетевого адаптера обычно имеет также один или несколько внешних разъемов для подключения к ней кабеля сети. К основным функциям сетевых адаптеров относятся: - гальваническая развязка компьютера и кабеля локальной сети; - кодирование и декодирование данных; - опознавание принимаемых кадров (передача на компьютер только тех пакетов, которые адресованы данной рабочей станции); - буферизация передаваемой и принимаемой информации в буферной памяти адаптера; - организация доступа к сети в соответствии с принятым методом доступа к среде передачи данных. Для обеспечения взаимодействия компьютера с подключенным к нему сетевым адаптером необходим драйвер, который обеспечивает управление сетевым адаптером, а также позволяет производить его настройку и конфигурирование. Главной задачей сетевых адаптеров является прием и передача данных. На практике эта функция разделена между самим адаптером и его драйвером. В некоторых моделях адаптеров большая часть работы с данными передается драйверу адаптера, в этом случае увеличивается загрузка центрального процессора компьютера, на котором этот драйвер работает, но адаптер становится проще и дешевле. Обычно такие адаптеры устанавливаются на клиентские машины. На серверы устанавливают более сложные и дорогие адаптеры, снабженные собственными микропроцессорами, которые самостоятельно выполняют основную работу по приему и передаче данных. Концентраторы Концентратор или хаб (от англ, hub) — специальное многопортовое устройство, основная функция которого — повторение, кадра с одного из портов на другие. К портам концентратора с помощью отдельных сегментов кабеля подключаются узлы сети: компьютеры, сетевые принтеры и накопители, другие концентраторы или прочее коммутационное оборудование. Конструктивное устройство, алгоритмы работы, функции, характеристики концентраторов зависят от области их применения. Поэтому для каждого типа технологии построения сети производятся свои концентраторы: Ethernet, Token Ring, FDD1, lOOVG-AnyLAN, предназначенные для работы именно по этой технологии. Например, для концентраторов, работающих в сетях Ethernet, функция повторения кадра выполняется для всех портов, для концентраторов lOOVG-AnyLAN повторение кадра происходит только в порту, к которому подключен адресат этого кадра. Помимо основной функции — повторения, ретрансляции кадров, концентраторы могут выполнять дополнительные функции, например отключение неработающих портов или. усиление передаваемых сигналов. Существующие различия при выполнении основной функции концентраторов не очень велики, но их намного превосходит разброс в возможностях реализации концентраторами дополнительных функций. В зависимости от области применения концентраторы производятся: - с фиксированным количеством портов; - как модульные устройства на основе шасси; - со стековой конструкцией. Концентратор с фиксированным количеством портов, например концентратор на 5, 8, 16, 24 порта, представляет собой отдельный корпус с расположенными на нем портами, элементами индикации и управления. Модульный концентратор имеет общее шасси с внутренней шиной, к которой подключаются модули, имеющее фиксированное количество портов. Для модульного концентратора могут существовать различные типы модулей, различающиеся количеством портов и типом поддерживаемой физической среды. Такие концентраторы обычно используются в крупных корпоративных сетях. Стековый концентратор, как и концентратор с фиксированным числом портов, выполнен в виде отдельного корпуса без возможности замены отдельных его модулей. Однако стековые концентраторы имеют специальные порты и кабели для объединения нескольких таких корпусов в единый повторитель. Скорость работы внутренней шины концентратора значительно выше, чем скорость, с которой он может передавать данные, поэтому при объединении внутренних шин нескольких стековых концентраторов скорость их взаимодействия между собой оказывается выше, чем при соединении через порт. Необходимо помнить, что число сегментов сети всегда ограничено. С точки зрения «правила 4 ха-бов» объединение стековых концентраторов воспринимается как один концентратор. Сети IP Стек TCP/IP широко используется как в глобальных, так и в локальных сетях. Этот стек имеет иерархическую структуру, в которой определено 4 уровня. Прикладной уровень стека TCP/IP соответствует трем верхним уровням модели OSI: прикладному, представления и сеансовому. Он объединяет сервисы, предоставляемые системой пользовательским приложениям. За долгие годы применения в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и служб прикладного уровня. К ним относятся такие распространенные протоколы, как протокол передачи файлов (File Transfer Protocol, FTP), протокол эмуляции терминала telnet, простой протокол передачи почты (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP), протокол передачи гипертекста (Hypertext Transfer Protocol, HTTP) и многие другие. Протоколы прикладного уровня развертываются на хостах. Транспортный уровень стека TCP/IP может предоставлять вышележащему уровню два типа сервиса: • гарантированную доставку обеспечивает протокол управления передачей (Transmission Control Protocol, TCP); • доставку по возможности, или с максимальными усилиями, обеспечивает протокол пользовательских дейтаграмм (User Datagram Protocol, UDP) . Для того чтобы обеспечить надежную доставку данных, протокол TCP предусматривает установление логического соединения, что позволяет ему нумеровать пакеты, подтверждать их прием квитанциями, в случае потери организовывать повторные передачи, распознавать и уничтожать дубликаты, доставлять прикладному уровню пакеты в том порядке, в котором они были отправлены. Благодаря этому протоколу объекты на хосте-отправителе и хосте-получателе могут поддерживать обмен данными в дуплексном режиме. В Интернете (а значит, и в стеке протоколов TCP/IP) конечный узел традиционно называют хостом, а маршрутизатор — шлюзом. TCP дает возможность без ошибок доставить сформированный на одном из компьютеров поток байтов на любой другой компьютер, входящий в составную сеть. Второй протокол этого уровня, UDP, является простейшим дейтаграммы протоколом, который используется тогда, когда задача надежного обмена данными либо вообще не ставится, либо решается средствами более высокого уровня — прикладным уровнем или пользовательскими приложениями. В функции протоколов TCP и UDP входит также исполнение роли связующего звена между прилегающими к транспортному уровню прикладным и сетевым уровнями. От прикладного протокола транспортный уровень принимает задание на передачу данных с тем или иным качеством прикладному уровню-получателю. Структура и основные принципы построения сети Интернет Internet – всемирная информационная компьютерная сеть, представляющая собой объединение множества региональных компьютерных сетей и компьютеров, обменивающих друг с другом информацией по каналам общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи) Информация в Internet хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи. Обмен информацией между серверами сети выполняется по высокоскоростным каналам связи (выделенным телефонным линиям, оптоволоконным и спутниковым каналам связи). Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется через провайдера или корпоративную сеть. Провайдер - поставщик сетевых услуг – лицо или организация предоставляющие услуги по подключению к компьютерным сетям. В качестве провайдера выступает некоторая организация, имеющая модемный пул для соединения с клиентами и выхода во всемирную сеть. Основными ячейками глобальной сети являются локальные вычислительные сети. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к глобальной, то и каждая рабочая станция этой сети может быть подключена к ней. Существуют также компьютеры, которые непосредственно подключены к глобальной сети. Они называются хост - компьютерами (host - хозяин). Хост – это любой компьютер, являющийся постоянной частью Internet, т.е. соединенный по Internet – протоколу с другим хостом, который в свою очередь, соединен с другим, и так далее. Структура глобальной сети Internet Для подсоединения линий связи к компьютерам используются специальные электронные устройства, которые называются сетевыми платами, сетевыми адаптерами, модемами и т.д. Практически все услуги Internet построены на принципе клиент-сервер. Вся информация в Интернет хранится на серверах. Обмен информацией между серверами осуществляется по высокоскоростным каналам связи или магистралям. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями, составляют базовую часть сети Интернет. Отдельные пользователи подключаются к сети через компьютеры местных поставщиков услуг Интернета, Internet - провайдеров (Internet Service Provider - ISP), которые имеют постоянное подключение к Интернет. Региональный провайдер, подключается к более крупному провайдеру национального масштаба, имеющего узлы в различных городах страны. Сети национальных провайдеров объединяются в сети транснациональных провайдеров или провайдеров первого уровня. Объединенные сети провайдеров первого уровня составляют глобальную сеть Internet. Передача информации в Интернет обеспечивается благодаря тому, что каждый компьютер в сети имеет уникальный адрес (IP-адрес), а сетевые протоколы обеспечивают взаимодействие разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем. В основном в Интернет используется семейство сетевых протоколов (стек) TCP/IP. На канальном и физическом уровне стек TCP/IP поддерживает технологию Ethernet, FDDI и другие технологии. Основой семейство протоколов TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP, а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень обеспечивает перемещение пакетов в сети и управляет их маршрутизацией. Размер пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляется на транспортном уровне TCP. Прикладной уровень объединяет все службы, которые система предоставляет пользователю. К основным прикладным протоколам относятся: протокол удаленного доступа telnet, протокол передачи файлов FTP, протокол передачи гипертекста HTTP, протоколы электронной почты: SMTP, POP, IMAP, MIME. Поиск информации в сети Интернет Для поиска информации используются специальные поисковые системы, которые содержат постоянно обновляемую информацию о местонахождении Web-страниц и файлов на сотнях миллионов серверов Интернета. Поисковые системы содержат тематически сгруппированную информацию об информационных ресурсах Всемирной паутины в базах данных. Специальные программы-роботы периодически "обходят" Web-серверы Интернета, читают все встречающиеся документы, выделяют в них ключевые слова и заносят в базу данных Интернет-адреса документов. Большинство поисковых систем разрешают автору Web-сайта самому внести информацию в базу данных, заполнив регистрационную анкету. В процессе заполнения анкеты разработчик сайта вносит адрес сайта, его название, краткое описание содержания сайта, а также ключевые слова, по которым легче всего будет найти сайт. Поиск по ключевым словам. Поиск документа в базе данных поисковой системы осуществляется с помощью введения запросов в поле поиска. Запрос должен содержать одно или несколько ключевых слов, которые являются главными для этого документа. Например, для поиска самих систем поиска в Интернете можно в поле поиска ввести ключевые слова "российская система поиска информации Интернет". Через некоторое время после отправки запроса поисковая система вернет список Интернет-адресов документов, в которых были найдены заданные ключевые слова. Для просмотра этого документа в браузере достаточно активизировать указывающую на него ссылку. Если ключевые слова были выбраны неудачно, то список адресов документов может быть слишком большим (может содержать десятки и даже сотни тысяч ссылок). Для того чтобы уменьшить список, можно в поле поиска ввести дополнительные ключевые слова или воспользоваться каталогом поисковой системы. |