• Что такое глобальная сеть определение. Глобальные компьютерные сети. Типы глобальных сетей

    Глобальные компьютерные сети

    Глобальная сеть - это протяженная коммуникационная сеть связи, работа в которой обеспечивается с помощью телекоммуникационных компаний.

    Основными ячейками глобальной сети являются локальные вычислительные сети . При этом локальные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональ­ные сети - в состав глобальной сети. Существуют также компьютеры, самостоятельно (непо­средственно) подключенные к глобальной сети. Они называютсяхост-компьютерами.

    Глобальные сети, объединяя пользователей, расположенных в разных странах, на раз­личных континентах, позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

    В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных компьютерных сетей, но крупнейшей из них является сеть Internet.

    Глобальная компьютерная сеть Internet

    Интернет (англ.Internet, от лат. inter - между и англ. net - сеть) - это глобальная ком­пьютерная сеть, которая объединяет в единое целое множество компьютерных сетей и от­дельных компьютеров, предоставляющих обширную информацию в общее пользование и не является коммерческой организацией.

    Относительно строгое определение Интернета с технической точки зрения можно дать следующее:Internet - это метасеть, состоящая из многих сетей, которые работают согласно протоколам семейства TCP/IP, объединены через шлюзы, используют единое адресное про­странство и пространство имен.Метасеть - это сеть, в которой характер и топология сете­вых связей различны и не имеют строго определенной структуры.

    Краткая история Internet. Днем рождения Internet можно назвать 2 января 1969 г . В этот день Агентство перспективных исследований ARPA (в последующем переименован­ное в DARPA), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало работу над проектом создания сети, позволяющей обеспечить связь во время ядерной войны.

    В результате исследований была создана сетьARPAnet, называемая иногда «матерью» Internet. Она первоначально связала между собой 4 компьютера четырех крупных университетов США. Спустя некоторое время все больше компьютеров стало подключаться к ARPAnet, формируя все увеличивающуюся сеть.

    В 1983 г. агентством DARPA были разработаны сетевые протоколы TCP/IP. В это же время правительство США отказалось от использования сети ARPAnet в военных целях и поэтому она была разбита на две сети: собственно ARPAnet (осталась для нужд обществен­ности) и MILnet (перешла в ведение военных), но соединение, сделанное между сетями, по­зволило им взаимодействовать между собой. Это первое межсетевое соединение было назва­но DARPA Internet , позже первое слово было опущено и такое межсетевое объединение ста­ло называться Internet .


    Следующий значительный шаг в развитии Internet связан с созданием в 1986 году на осно­ве ARPAnet - сети Национального научного фонда СШАNSFnet, которая пятью суперкомпь­ютерами объединила научные центры Соединенных Штатов.

    Развитие сети требовало ее реорганизации и в 1987 году был создан NSFnet Backbone [Бэкбон] - базовая часть или хребет сети, который состоял из 13-ти центров, расположенных в разных частях США, соединенных друг с другом высокоскоростными линиями связи. Сеть NSFnet быстро заняла место ARPAnet, и последняя в марте 1990 года была ликвидирована. Так появилась сеть Internet в США.

    Одновременно были созданы национальные сети в других странах. Эти сети стали объе­диняться между собой, образуя единую сеть сетей (или межсеть), которая и стала называть­ся Internet.

    Структура Internet. Физически структуру Интернета составляют компьютеры самых разных типов. Те из них, которые подключены постоянно и участвуют в передаче данных между другими участниками сети, обеспечивая пользователей определенными услугами, на­зываютсерверами. Несмотря на то, что многие из серверов не совместимы программно, вся система функционирует надежно благодаря тому, что каждый сервер использует стандарт­ный протокол передачи данных TCP/IP(протокол - это совокупность правил и соглашений, позволяющих связываться между собой компьютерам разных типов, работающих в разных операционных системах).

    Согласно протоколу TCP/IP все данные, передающиеся по сети, «разбиваются» на не­большие блоки и «вкладываются» в пакеты . Каждый пакет кроме данных, вложенных в него, имеет заголовок, содержащий адрес отправителя, адрес получателя, и прочую информацию, необходимую для правильной сборки пакетов в пункте назначения. Пакеты переходят с од­ного сервера на другой и далее пересылаются на следующий сервер, находящийся «ближе» к адресату. Если пакет передан неудачно, передача повторяется. При этом от клиентов к сер­верам идут запросы, разбитые на пакеты, а от серверов к клиентам - затребованные данные.

    При выходе из строя любой части всемирной сети, пакеты с информацией автоматически пойдут в обход пораженного участка. Можно перерезать все трансатлантические кабели ме­жду Европой и Америкой. Не получив подтверждения о доставке пакетов, серверы автома­тически повторят передачу через спутниковые каналы связи или по сетям радиорелейных станций.

    Протокол TCP/IP на самом деле не один протокол, а два. Протокол TCP (Transmission Control Protocol - Протокол управления передачей) отвечает за то, как информация «разбива­ется» на пакеты и как потом собирается в полный документ, а протоколIP (Internet Protocol - Межсетевой протокол) отвечает за то, как эти пакеты передаются в сети и как они достигают адресата.

    Адресация в Интернете. Все компьютеры, включенные во всемирную сеть, работают в автоматическом режиме, то есть без участия людей, но чтобы было можно однозначно обозначить любой компьютер в Интернете, применяется специальная система адресов, называемаяIР-адресами. Каждый компьютер получает свой уникальный адрес, который используется при пересылке инфор­мации. Адреса в Интернете могут быть представлены как последовательностью цифр, так и именем, построенным по определенным правилам. Хотя нет центра управления Интернетом, но есть специальные организации, занимающиеся проверкой и выдачей адресов (например, информационный центр Интернета - InterNIC).

    Цифровые адреса в Интернете состоят из 4 чисел , каждое из которых не превышает 255 . При записи числа отделяются точками, например: 207.68.156.58. Адрес состоит из несколь­ких частей. Начало адреса определяет часть Интернета, к которой подключен компьютер (в гигантских сетях класса «А» первое число адреса лежит в интервале от 0 до 127; в больших сетях класса «В» - от 128 до 191; в средних сетях класса «С» - от 192 до 223; адреса от 224 до 255 - являются зарезервированными), а окончание - адрес компьютера в этой сети.

    Компьютеры при пересылке информации используют цифровые адреса, а пользователи при работе с Интернетом используют в основном имена, поскольку адреса, образованные из слов, запомнить гораздо проще. В Интернете применяется так называемая доменная (или многоуровневая) система имен (DNS).

    DNS (Domain Name System - доменная система имен) - это база данных, обеспечиваю­щая преобразование доменных имен компьютеров, подключенных к Интернет, в числовые IP-адреса. После ввода пользователем доменного имени компьютер обращается к серверам DNS, в результате чего происходит автоматическое преобразование доменного имени в циф­ровой адрес.

    Домен (domain ) - это отдельный уровень в многоуровневой системе имен Интернета, несущий определенную информационную нагрузку. Под понятиемдомен можно понимать совокупность компьютеров в составе сети, объединенных каким-либо общим признаком (на­пример, находящихся в одном государстве, принадлежащих одной фирме и т.п.). Доменная система имен в Интернете использует принцип последовательных уточнений. Домен верхне­го уровня располагается в имени правее, а домен нижнего уровня левее. В имени может быть любое число доменов, но чаще всего используются имена с количеством доменов от трех до пяти. Домены состоят из поддоменов (subdomain), имена которых разделяются точками. Час­то домен 1-ого уровня - указывает на страну, 2-ого уровня - на город, 3-го уровня - на ком­панию (организацию); если имя города отсутствует, имя компании становится доменом 2 уровня.

    В Интернет-адресеhome.managers.company.spb.ru доменru указывает на то, что речь идет о российской части Интернета; в доменеspb.ru поддоменspb - на город Санкт-Петербург, в доменеcompany.spb.ru поддоменcompany определяет организацию, которой принадлежит данный адрес, в нашем случае это фирма company; в домене managers.company.spb.ru поддоменmanagers указывает на подразделение в данной органи­зации, у нас это подразделение менеджеров с именем managers; одному из компьютеров в данном подразделении присвоено имяhome. В результате полный адрес этого компьютера будетhome.managers.company.spb.ru.

    Для доменов нижних уровней можно использовать любые адреса, но для доменов само­го верхнего уровня существует соглашение. В системе адресов Internet приняты домены, представленные географическими регионами(географические домены). Они имеют имя, со­стоящее из двух букв. Например, by - Беларусь, rи - Россия, иа - Украина, us - США, de - Германия, fr - Франция, pl - Польша, uk - Великобритания, jp - Япония и др.

    Исторически сложилось так, что в США было не принято указывать название страны, а использовались обозначения, определяемые типом организации-владельца адреса, так назы­ваемыетематические домены . Например, edu - учебные заведения, gov - правительствен­ные учреждения, сот - коммерческие организации, mil - военные организации, net - органи­зации, управляющие сетями, org - прочие организации.

    Достаточно часто самое левое имя в адресе обозначает тип информации, на который указывает данный адрес. Например, www.microsoft.com, указывает на использование WWW.

    При работе в Internet используется не просто доменный адрес, ауниверсальный указа­тель ресурса (URL ).

    URL (Uniform Resource Locator ) - это адрес любого ресурса в Интернете с указанием то­го, с помощью какого протокола следует к нему обратиться, какую программу запустить на сервере и какой конкретно файл следует открыть.

    В общем виде формат URL можно представить следующим образом:

    протокол://сетевой адрес компьютера/путь/имя файла, гдепротокол (метод доступа) может иметь одно из следующих значений: http - файл на WWW-сервере, ftp - файл на FTP-сервере, gopher - файл на Gopher-сервере, news - группа новостей телеконференции Usenet, telnet - доступ к ресурсам другого компьютера в режиме удаленного терминала и пр.); сетевой адрес компьютера указывает доменный (или IР) адрес компьютера, содержащего данный ресурс в сети Интернет.

    В настоящее время существует три основныхспособа доступа к Интернету:

    1. Прямое соединение (выделенное соединение) - это соединение, при котором частное лицо или компания подключается к магистральным каналам (backbone) Интернета через выделенную машину, называемую шлюзом. Шлюз - это специализированный компьютер, обеспечивающий внешнюю связь одной сети с другой сетью, использующей иной прото­кол передачи данных.

    2. Соединение через чужой шлюз - это доступ в Интернет через шлюз какой либо органи­зации или учреждения, обычно с использованием для соединения модема.

    3. Сеансовое (коммутируемое) соединение - это соединение через сервис-провайдеров. Коммутация – это установление связи между устройствами путем создания временных соединений.

    Сервис-провайдеры - это компании со шлюзами в Интернете, которые они предостав­ляют другим компаниям или частным лицам за абонентскую плату.

    В настоящее время для рядовых пользователей самым популярным способом подключе­ния к глобальной компьютерной сети является подключение с помощью телефонной линии. Так как при наборе телефонного номера для установки связи двух абонентов на АТС проис­ходит переключение (коммутация) линии связи, то телефонные линии часто называют ком­мутируемыми. Для подключения компьютеров к линиям связи необходимо использовать специальные электронные устройства - модемы (факс-модемы).

    Модем (от слов мо дулятор и дем одулятор) – это устройство ввода-вывода информации, обеспечивающее модуляцию и демодуляцию сигналов, преобразуя, таким образом, цифровые сигналы ПК в звуковые сигналы и обратно для передачи их по телефонным линиям связи. Факс-модем – это модем совмещенный с факсимильным аппаратом – устройством, предназначенным для обмена символьной, графической, видео- и аудиоинформацией (т.е. факсимильными сообщениями) по телефонным каналам связи.

    Единицей измерения скорости передачи информации является 1 бит/сек .

    Трафик - это объем информации, передаваемый по сети за определенный промежуток времени и измеряе­мый в битах.

    Дляполучения доступа к Internet необходимо, как правило, заключить договор с одной из множества ор­ганизаций владельцев сетей, входящих в Internet (они называются первичными провайдера­ми), либо их дилерами (посредниками). В Республике Беларусь первичным провайдером является республиканское унитарное предприятие электросвязи «Белтелеком».

    Глобальная вычислительная 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.

    WAN (World Area Network) - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети, устройства. Пример WAN - сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут "разговаривать" между собой различные компьютерные сети.

    Сегодня, когда географические рамки сетей раздвигаются, чтобы соединить пользователей из разных городов и государств, ЛВС превращаются в глобальную вычислительную сеть [ГВС (WAN)], а количество компьютеров в сети уже может варьироваться от десятка до нескольких тысяч.

    Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10 %. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.

    Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Около трёх лет назад были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам.

    Internet, служившая когда-то исключительно исследовательским и учебным группам, чьи интересы простирались вплоть до доступа к суперкомпьютерам, становится все более популярной в деловом мире.

    Компании соблазняют быстрота, дешевая глобальная связь, удобство для проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база данных сети Internet. Они рассматривают глобальную сеть как дополнение к своим собственным локальным сетям.

    При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.

    Кроме того, Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм, имеющих свои филиалы по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон.

    Электронная почта - самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 20 миллионов человек. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того, сообщение, посланное по электронной почте, дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до адресата несколько дней, а то и недель.

    В настоящее время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых каналов.

    Фактически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Internet можно представить себе в виде мозаики сложенной из небольших сетей разной величины, которые активно взаимодействуют одна с другой, пересылая файлы, сообщения и т.п.

    Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия).

    Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

    Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol).

    Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.

    Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).

    Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).

    Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).

    Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.

    К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления.

    Первоначально глобальные сети решали задачу доступа удаленных ЭВМ и терминалов к мощным ЭВМ, которые назывались host-компьютер (часто используют термин сервер). Такие подключения осуществлялись через коммутируемые или некоммутируемые каналы телефонных сетей или через спутниковые выделенные сети передачи данных, например, сети, работающие по протоколу Х.25.

    Для подключения к таким сетям передачи данных использовались модемы, работающие под управлением специальных телекоммуникационных программ, таких как BITCOM, COMIT, PROCOM, MITEZ и т.д. Эти программы, работая под операционной системой MS-DOS, обеспечивали установление соединения с удаленным компьютером и обмен с ним информацией.

    С закатом эры MS-DOS их место занимает встроенное в операционные системы коммуникационное программное обеспечение. Примером могут служить средства Windows95 или удаленный доступ (RAS) в WindowsNT.

    В настоящее время все реже используются подключенные к глобальным сетям одиночные компьютеры. Это в основном домашние ПК. В основной массе абонентами компьютерных сетей являются компьютеры, включенные в локальные вычислительные сети (ЛВС), и поэтому часто решается задача организации взаимодействия нескольких удаленных локальных вычислительных сетей. При этом требуется обеспечить удаленному компьютеру связь с любым компьютером удаленной локальной сети, и, наоборот, любому компьютеру ЛВС с удаленным компьютером. Последнее становится весьма актуальным при расширении парка домашних и персональных компьютеров.

    В России крупнейшими глобальными сетями считаются Спринт сеть (современное название Global One), сеть Инфотел, сети Роснет и Роспак, работающие по протоколу Х.25, а также сети Relcom и Internet, работающие по протоколу TCP/IP.

    В качестве сетевого оборудования применяются центры коммутации, которые для сетей Х.25 часто исполняются как специализированные устройства фирм-производителей Siemens, Telenet, Alcatel, Ericsson и др., а для сети с TCP/IP используются маршрутизаторы фирм Cisco и Decnis. Структура сетей показана на рисунке 6.

    Рисунок 6 - Принцип объединения компьютеров в глобальных сетях.

    3.2 Сеть Internet

    Internet является старейшей глобальной сетью. Internet предоставляет различные способы взаимодействия удаленных компьютеров и совместного использования распределенных услуг и информационных ресурсов.

    Internet работает по протоколу TCP/IP. Основным «продуктом», который вы можете найти в Internet, является информация. Эта информация собрана в файлы, которые хранятся на хост-компьютерах, и она может быть представлена в различных форматах. Формат данных зависит от того, каким сетевым сервисом вы воспользовались, и какие возможности по отображению информации есть на ПК. Любой компьютер, который поддерживает протоколы TCP/IP, может выступать в качестве хост-компьютера.

    Ключом к получению информации в Internet являются адреса ресурсов. Вам придется использовать почтовые адреса (mail addresses) при пересылке сообщений по электронной почте своим коллегам и адреса хост-компьютеров (host names) для соединения с ними и для получения файлов с информацией.

    Одним из недостатков передачи данных по сети Internet является недостаточная защита информации.

    Услуги Internet .

      Передача файлов по протоколу FTP. Информационный сервис, основанный на передаче файлов с использованием протокола FTP (протокол передачи файлов).

      Поиск файлов с помощью системы Archie. Archie – первая поисковая система необходима для нахождения нужной информации, разбросанной по Internet.

      Электронная почта. ЭП – это вид сетевого сервиса. ЭП предусматривает передачу сообщений от одного пользователя, имеющего определенный компьютерный адрес, к другому. Она позволяет быстро связаться друг с другом.

      Телеконференции. Телеконференции в Internet предоставляют возможность вести дискуссии (при помощи сообщений) по тысячам размещенных тем.

    Возможности сети Internet .

    Интернет представляет собой глобальную компьютерную сеть, содержащую гигантский объем информации по любой тематике, доступной на коммерческой основе для всех желающих, и предоставляющую большой спектр информационных услуг. В настоящее время Интернет представляет собой объединение более 40 000 различных локальных сетей, за что она получила название сеть сетей. Каждая локальная сеть называется узлом или сайтом, а юридическое лицо, обеспечивающее работу сайта – провайдером. Сайт состоит из нескольких компьютеров – серверов, каждый из которых предназначен для хранения информации определенного типа и в определенном формате. Каждый сайт и сервер на сайте имеют уникальные имена, посредствам которых они идентифицируются в Интернет.

    Для подключения в Интернет пользователь должен заключить контракт на обслуживание с одним из провайдеров в его регионе.

    Доступ к информационным ресурсам.

    Имеется несколько видов информационных ресурсов в Интернет, различающихся характером информации, способом ее организации, методами работы с ней. Каждый вид информации хранится на сервере соответствующего типа, называемых по типу хранимой информации. Для каждой информационной системы существуют свои средства поиска необходимой информации во всей сети Интернет по ключевым словам. В Интернет работают следующие информационные системы:

      World Wide Web (WWW) – Всемирная информационная паутина. Эта система в настоящее время является наиболее популярной и динамично развивающейся. Информация в WWW состоит из страниц (документов). Страницы могут содержать графику, сопровождаться анимацией изображений и звуком, воспроизводимым непосредственно в процессе поступления информации на экран пользователя. Информация в WWW организована в форме гипертекста. Это означает, что в документе существуют специальные элементы – текст или рисунки, называемые гипертекстовыми ссылками (или просто ссылками), щелчок мышью на которых выводит на экран другой документ, на который указывает данная ссылка. При этом новый документ может храниться на совершенно другом сайте, возможно, расположенном в другом конце земного шара.

      Gopher-система. Эта система является предшественником WWW и сейчас утрачивает свое значение, хотя пока и поддерживается в Интернет. Просмотр информации на Gopher-сервере организуется с помощью древовидного меню, аналогичного меню в приложениях Windows или аналогично дереву каталогов (папок) файловой системы. Меню верхнего уровня состоит из перечня крупных тем, например, экономика, культура, медицина и др. Меню следующих уровней детализируют выбранный элемент меню предыдущего уровня. Конечным пунктом движения вниз по дереву (листом дерева) служит документ аналогично тому, как конечным элементом в дереве каталогов является файл.

      FTP (File Transfer Protocol) – система, служащая для пересылки файлов. Работа с системой аналогична работе с системой NC. Файлы становятся доступными для работы (чтение, исполнения) только после копирования на собственный компьютер. Хотя пересылка файлов может быть выполнена с помощью WWW, FTP-системы продолжают оставаться весьма популярными ввиду их быстродействия и простоты использования.

    Адресация и протоколы в Интернет.

    Компьютер, подключенный к Интернет, и использующий для связи с другими компьютерами сети специальный протокол TCP/IP, называется хостом. Для идентификации каждого хоста в сети имеются следующие два способа адресации, всегда действующие совместно.

    Первый способ адресации, называемый IP-адресом, аналогичен телефонному номеру. IP-адрес хоста назначается провайдером, состоит из четырех групп десятичных цифр (четырех байтов), разделенных точками, заканчивается точкой.

    Аналогично телефонам, каждый компьютер в Интернет должен иметь уникальный IP-адрес. Обычно пользователь свой IP-адрес не использует. Неудобство IP-адреса состоит в его безликости, отсутствии смысловой характеристики хоста и потому трудной запоминаемости.

    Второй способ идентификации компьютеров называется системой доменных имен, именуемой DNS (Domain Naming System).

    DNS-имена назначаются провайдером и, например, имеет вид:

    win.smtp.dol.ru.

    Приведенное выше доменное имя состоит из четырех, разделенных точками, простых доменов (или просто доменов). Число простых доменов в полном доменном имени может быть произвольным. Каждый из простых доменов характеризует некоторое множество компьютеров. Домены в имени вложены друг в друга, так что любой домен (кроме последнего) представляет собой подмножество домена, следующего за ним справа. Так, в приведенном примере DNS-имени домены имеют следующий смысл:

    ru – домены страны, в данном случае обозначает все домены в России;

    dol – домен провайдера, в данном случае обозначает компьютеры, локальной сети российской фирмы Demos;

    smtp – домен группы серверов Demos, обслуживающих систему электронной почты;

    win – имя конкретного компьютера из группы smtp.

    Таким образом, по всей организации и внутренней структуре DNS-система напоминает полный путь к конкретному файлу в дереве каталогов и файлов. Одно из различий состоит в том, что домен более высокого уровня в DNS-имени находится правее. Так же, как и IP-адрес, DNS-имя должно однозначно идентифицировать компьютер в Интернет. Полное доменное имя должно заканчиваться точкой.

    Протокол Frame Relay (FR).

    Frame Relay – это протокол, который описывает интерфейс доступа к сетям быстрой коммутации пакетов. Он позволяет эффективно передавать крайне неравномерно распределенный по времени трафик и обеспечивает высокие скорости прохождения информации через сеть, малые времена задержек и рациональное использование полосы пропускания.

    По сетям FR возможна передача не только собственно данных, но и также оцифрованного голоса.

    Согласно семиуровневой модели взаимодействия открытых систем OSI, FR – протокол второго уровня. Однако он не выполняет некоторых функций, обязательных для протоколов этого уровня, но выполняет функции протоколов сетевого уровня. В то же время FR позволяет устанавливать соединение через сеть, что в соответствии с OSI, относится к функции протоколов третьего уровня.

    Глобальная сеть – это объединения компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов. На сегодняшний день их насчитывается в мире более 200. Из них наиболее известной и самой популярной является сеть Интернет.

    В отличие от локальных сетей в глобальных сетях нет какого-либо единого центра управления. Основу сети составляют десятки и сотни тысяч компьютеров, соединенных теми или иными каналами связи. Каждый компьютер имеет уникальный идентификатор, что позволяет "проложить к нему маршрут" для доставки информации. Обычно в глобальной сети объединяются компьютеры, работающие по разным правилам (имеющие различную архитектуру, системное программное обеспечение и т.д.). Поэтому для передачи информации из одного вида сетей в другой используются шлюзы.

    Шлюзы (gateway) - это устройства (компьютеры), служащие для объединения сетей с совершенно различными протоколами обмена.

    Протокол обмена - это набор правил (соглашение, стандарт), определяющий принципы обмена данными между различными компьютерами в сети.

    Протоколы условно делятся на базовые (более низкого уровня) , отвечающие за передачу информации любого типа, и прикладные (более высокого уровня) , отвечающие за функционирование специализированных служб.

    Главный компьютер сети, который предоставляет доступ к общей базе данных, обеспечивает совместное использование устройств ввода-вывода и взаимодействия пользователей называется сервером.

    Компьютер сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает называется клиентом (часто его еще называют рабочей станцией ).

    Для работы в глобальной сети пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение.

    Программное обеспечение можно разделить на два класса:

      программы-серверы, которые размещаются на узле сети, обслуживающем компьютер пользователя;

      программы-клиенты, размещенные на компьютере пользователя и пользующиеся услугами сервера.

    Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги: электронная почта, удаленный доступ к любому компьютеру сети, поиск данных и программ и т.д.

    Аппаратные средства реализации лвс

    В самом простом случае для работы сети достаточно сетевых карт и кабеля. Если же необходимо создать достаточно сложную сеть, то понадобится специальное сетевое оборудование.

    Компьютеры внутри локальной сети соединяются с помощью кабелей, которые передают сигналы. Кабель, соединяющий два компонента сети (например, два компьютера), называется сегментом. Кабели классифицируются в зависимости от возможных значений скорости передачи информации и частоты возникновения сбоев и ошибок. Наиболее часто используются кабели трех основных категорий:

    неэкранированная витая пара . Максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные этим кабелем, достигает 90 м. Скорость передачи информации - от 10 до 155 Мбит/с; экранированная витая пара. Скорость передачи информации - 16 Мбит/с на расстояние до 300 м.

    коаксиальный кабель . Отличается более высокой механической прочностью, помехозащищённостью и позволяет передавать информацию на расстояние до 2000 м со скоростью 2-44 Мбит/с;

    волоконно-оптический кабель . Идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, позволяет передавать информацию на расстояние до 10 000 м со скоростью до 10 Гбит/с.

    Для построения локальных сетей сейчас наиболее широко используется витая пара. Внутри такой кабель состоит из двух или четырех пар медного провода, перекрученных между собой. Витая пара также имеет свои разновидности: UTP (Unshielded Twisted Pair - неэкранированная витая пара) и STP (Shielded Twisted Pair - экранированная витая пара). Эти разновидности кабеля способны передавать сигналы на расстояние порядка 100 м. Как правило, в локальных сетях используется именно UTP. STP имеет плетеную оболочку из медной нити, которая имеет более высокий уровень защиты и качества, чем оболочка кабеля UTP.В кабеле STP каждая пара проводов дополнительно экранирована (она обернута слоем фольги), что защищает данные, которые передаются, от внешних помех. Такое решение позволяет поддерживать высокие скорости передачи на более значительные расстояния, чем в случае использования кабеля UTP. Витая пара подключается к компьютеру с помощью разъема RJ-45 (Registered Jack 45), который очень напоминает телефонный разъем RJ-11 (Registered Jack 11).

    Витая пара способна обеспечивать работу сети на скоростях 10, 100 и 1000 Мбит/с.

    Коаксиальный кабель состоит из медного провода, покрытого изоляцией, экранирующей металлической оплеткой и внешней оболочкой. По центральному проводу кабеля передаются сигналы, в которые предварительно были преобразованы данные. Такой провод может быть как цельным, так и многожильным. Для организации локальной сети применяются два типа коаксиального кабеля: ThinNet. (тонкий, 10Base2) и ThickNet (толстый, 10Base5). В данный момент локальные сети на основе коаксиального кабеля практически не встречаются. Скорость передачи информации в такой сети не превышает 10 Мбит/с. Обе разновидности кабеля, ThinNet и ThickNet, подключаются к разъему BNC, а на обоих концах кабеля должны быть установлены терминаторы.

    В основе оптоволоконного кабеля находятся оптические волокна (световоды), данные по которым передаются в виде импульсов света. Электрические сигналы по оптоволоконному кабелю не передаются, поэтому сигнал нельзя перехватить, что практически исключает несанкционированный доступ к данным. Оптоволоконный кабель используют для транспортировки больших объемов информации на максимально доступных скоростях. Главным недостатком такого кабеля является его хрупкость: его легко повредить, а монтировать и соединять можно только с помощью специального оборудования,

    2. Сетевые карты

    Сетевые карты делают возможным соединение компьютера и сетевого кабеля. Сетевая карта преобразует информацию, которая предназначена для отправки, в специальные пакеты. Пакет - логическая совокупность данных, в которую входят заголовок с адресными сведениями и непосредственно информация. В заголовке присутствуют поля адреса, где находится информация о месте отправления и пункте назначения данных. Сетевая плата анализирует адрес назначения полученного пакета и определяет, действительно ли пакет направлялся данному компьютеру. Если вывод будет положительным, то плата передаст пакет операционной системе. В противном случае пакет обрабатываться не будет. Специальное программное обеспечение позволяет обрабатывать все пакеты, которые проходят внутри сети. Такую возможность используют системные администраторы, когда анализируют работу сети, и злоумышленники для кражи данных, проходящих по ней. Любая сетевая карта имеет индивидуальный адрес, встроенный в ее микросхемы. Этот адрес называется физическим, или МАС- адресом (Media Access Control - управление доступом к среде передачи). Порядок действий, совершаемых сетевой картой, следующий. Получение информации от операционной системы и преобразование ее в электрические сигналы для дальнейшей отправки по кабелю. Получение электрических сигналов по кабелю и преобразование их обратно в данные, с которыми способна работать операционная система. Определение, предназначен ли принятый пакет данных именно для этого компьютера. Управление потоком информации, которая проходит между компьютером и сетью.

    Все чаще сетевые карты интегрируются в материнскую плату и подключаются к южному мосту. Процессор связывается с южным мостом, и всем оборудованием, что к нему подключено, через северный мост.

    Кроме того, операционная система каждого компьютера, подключенного к сети, должна иметь средства сетевой поддержки : специальные системные и пользовательские программы, а также набор определённых правил, регламентирующих формы и процедуры обмена информацией по сети между двумя или несколькими устройствами (или процессами), которые именуютсясетевыми протоколами

    3. Повторители

    Локальная сеть может быть расширена за счет использования специального устройства, которое носит название «репитер» (Repeater - повторитель). Его основная функция состоит в том, чтобы, получив данные на одном из портов, перенаправить их на остальные порты. Данные порты могут быть произвольного типа: RJ-45 или Fiber-Optic. Комбинации также роли не играют, что позволяет объединять элементы сети, которые построены на основе различных типов кабеля. Информация в процессе передачи на другие порты восстанавливается, чтобы исключить отклонения, которые могут появиться в процессе движения сигнала от источника.

    Повторители могут выполнять функцию разделения. Если повторитель определяет, что на каком-то из портов происходит слишком много коллизий, он делает вывод, что на этом сегменте произошла неполадка, и изолирует его. Данная функция предотвращает распространение сбоев одного из сегментов на всю сеть.

    Повторитель позволяет:

    § соединять два сегмента сети с одинаковыми или различными видами кабеля;

    § регенерировать сигнал для увеличения максимального расстояния его передачи;

    § передавать поток данных в обоих направлениях.

    4. Концентраторы

    Концентратор - устройство, способное объединить компьютеры в физическую звездообразную топологию. Концентратор имеет несколько портов, позволяющих подключить сетевые компоненты. Концентратор, имеющий всего два порта, называют мостом. Мост необходим для соединения двух элементов сети.

    Сеть вместе с концентратором представляет собой «общую шину». Пакеты данных при передаче через концентратор будут доставлены на все компьютеры, подключенные к локальной сети.

    Существует два вида концентраторов:

    § Пассивные концентраторы. Такие устройства отправляют полученный сигнал без его предварительной обработки.

    § Активные концентраторы (многопортовые повторители). Принимают входящие сигналы, обрабатывают их и передают в подключенные компьютеры.

    5. Коммутаторы

    Коммутаторы необходимы для организации более тесного сетевого соединения между компьютером-отправителем и конечным компьютером. В процессе передачи данных через коммутатор в его память записывается информация о МАС- адресах компьютеров. С помощью этой информации коммутатор составляет таблицу маршрутизации, в которой для каждого из компьютеров указана его принадлежность определенному сегменту сети.

    При получении коммутатором пакетов данных он создает специальное внутреннее соединение (сегмент) между двумя своими портами, используя таблицу маршрутизации. Затем отправляет пакет данных в соответствующий порт конечного компьютера, опираясь на информацию, описанную в заголовке пакета.

    Таким образом, данное соединение оказывается изолированным от других портов, что позволяет компьютерам обмениваться информацией с максимальной скоростью, которая доступна для данной сети. Если у коммутатора присутствуют только два порта, он называется мостом.

    Коммутатор предоставляет следующие возможности:

    § послать пакет с данными с одного компьютера на конечный компьютер;

    § увеличить скорость передачи данных.

    6. Маршрутизаторы

    Маршрутизатор по принципу работы напоминает коммутатор, однако имеет больший набор функциональных возможностей. Он изучает не только MAC, но и IP-адреса обоих компьютеров, участвующих в передаче данных. Транспортируя информацию между различными сегментами сети, маршрутизаторы анализируют заголовок пакета и стараются вычислить оптимальный путь перемещения данного пакета. Маршрутизатор способен определить путь к произвольному сегменту сети, используя информацию из таблицы маршрутов, что позволяет создавать общее подключение к Интернету или глобальной сети.

    Маршрутизаторы позволяют произвести доставку пакета наиболее быстрым путем, что позволяет повысить пропускную способность больших сетей. Если какой-то сегмент сети перегружен, поток данных пойдет по другому пути.

    В качестве простого маршрутизатора может быть использован обыкновенный компьютер.

    » [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.

    Читать еще: