Как можно классифицировать компьютерные сети

Обновлено: 12.07.2024

Компьютерные сети — это системы компьютеров, объединенных каналами передачи данных, обеспечивающие эффективное предоставление различных информационно-вычислительных услуг пользователям посредством реализации удобного и надежного доступа к ресурсам сети.

Информационные системы, использующие возможности компьютерных сетей, обеспечивают выполнение следующих задач:

хранение и обработка данных;

организация доступа пользователей к данным;

передача данных и результатов обработки данных пользователям.

Эффективность решения перечисленных задач обеспечивается:

дистанционным доступом пользователей к аппаратным, программным и информационным ресурсам;

высокой надежностью системы;

возможностью оперативного перераспределения нагрузки;

специализацией отдельных узлов сети для решения определенного класса задач;

решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети;

возможностью осуществления оперативного контроля всех узлов сети.

Основные показатели качества компьютерных сетей включают следующие элементы: полнота выполняемых функций, производительность, пропускная способность, надежность сети, безопасность информации, прозрачность сети, масштабируемость, интегрируемость, универсальность сети.

Виды компьютерных сетей

Компьютерные сети, в зависимости от охватываемой территории, подразделяются на:

локальные ( ЛВС , LAN — Local Area Network);

региональные (PBC, MAN — Metropolitan Area Network);

глобальные ( ГВС , WAN — Wide Area Network).

В локальной сети абоненты находятся на небольшом (до 10-15 км) расстоянии друг от друга. К ЛВС относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов, корпораций и т. д.

РВС связывают абонентов города, района, области. Обычно расстояния между абонентами РВС составляют десятки-сотни километров.

Глобальные сети соединяют абонентов, удаленных друг от друга на значительное расстояние, часто расположенных в различных странах или на разных континентах.

По признакам организации передачи данных компьютерные сети можно разделить на две группы:

В последовательных сетях передача данных осуществляется последовательно от одного узла к другому. Каждый узел ретранслирует принятые данные дальше. Практически все виды сетей относятся к этому типу.

В широковещательных сетях в конкретный момент времени передачу может вести только один узел, остальные узлы могут только принимать информацию.

Топологии компьютерных сетей

Топология представляет физическое расположение сетевых компонентов (компьютеров, кабелей и др.). Выбором топологии определяется состав сетевого оборудования, возможности расширения сети, способ управления сетью.

Существуют следующие топологии компьютерных сетей:

шинные (линейные, bus);

кольцевые (петлевые, ring);

радиальные (звездообразные, star);

Практически все сети строятся на основе трех базовых топологий: топологии "шина", "звезда" и "кольцо". Базовые топологии достаточно просты, однако на практике часто встречаются довольно сложные комбинации, сочетающие свойства и характеристики нескольких топологий.

В топологии "шина", или "линейная шина" (linear bus), используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены все компьютеры сети (рис. 1). Эта топология является наиболее простой и распространенной реализацией сети.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, производительность сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, тем медленнее сеть.

Зависимость пропускной способности сети от количества компьютеров в ней не является прямой, так как, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество других факторов: тип аппаратного обеспечения, частота передачи данных, тип сетевых приложений, тип сетевого кабеля, расстояние между компьютерами в сети.

Рисунок 1. Сеть с шинной топологией

"Шина" является пассивной топологией — компьютеры только "слушают" передаваемые по сети данные, но не передают их от отправителя к получателю. Выход из строя какого-либо компьютера не оказывает влияния на работу всей сети. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы с последующей передачей их по сети.

Основой последовательной сети с радиальной топологией (топологией "звезда") является специальный компьютер — сервер, к которому подключаются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через сервер, в задачи которого входит ретрансляция, переключение и маршрутизация информационных потоков в сети (рис. 2). Такая сеть является аналогом системы телеобработки, в которой все абонентские пункты содержат в своем составе компьютер.

Рисунок 2. Сеть с топологией "звезда"

Недостатками такой сети являются: высокие требования к вычислительным ресурсам центральной аппаратуры, потеря работоспособности сети при отказе центральной аппаратуры, большая протяженность линий связи, отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации. Если выйдет из строя рабочая станция (или кабель, соединяющий ее с концентратором), то лишь эта станция не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные рабочие станции в сети этот сбой не повлияет.

При использовании топологии "кольцо" компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо (рис. 3). Сигналы передаются в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Каждый компьютер является повторителем, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Рисунок 3. Сеть с кольцевой топологией

Способ передачи данных по кольцевой сети называется передачей маркера. Маркер последовательно, от компьютера к компьютеру, передается до тех пор, пока его не получит тот компьютер, который должен передать данные. Передающий компьютер добавляет к маркеру данные и адрес получателя и отправляет его дальше по кольцу.

Техническое обеспечение компьютерных сетей

Техническое обеспечение компьютерных сетей включает следующие компоненты:

серверы, рабочие станции;

каналы передачи данных;

интерфейсные платы и устройства преобразования сигналов;

маршрутизаторы и коммутационное оборудование.

Рабочая станция — компьютер, через который пользователь получает доступ к ресурсам сети. Часто рабочую станцию, так же как и пользователя сети, называют клиентом сети.

Сервер — это предназначенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам. Сервер работает под управлением сетевой операционной системы. Наиболее важным требованием, которое предъявляется к серверу, является высокая производительность и надежность работы.

Сервер приложений — это работающий в сети компьютер большой мощности, имеющий программное обеспечение (приложения), с которым могут работать клиенты сети.

Службы Интернета

Служба — это пара программ, взаимодействующих между собой согласно определенным правилам, протоколам. Одна из программ этой пары называется сервером, а вторая — клиентом. При работе служб Интернета происходит взаимодействие серверного клиентского оборудования и программного обеспечения.

Служба World Wide Web (WWW). Это самая популярная служба современной сети Интернет. Основу службы WWW составляют три технологии: гипертекст, язык разметки гипертекста — HTML (Hypertext Markup Language), универсальный адрес ресурса.

Гипертекст — это организация текстовой информации, при которой текст представляет собой множество фрагментов с явно указанными ассоциативными связями между этими фрагментами.

Основная идея гипертекстовых технологий заключается в том, что поиск документальной информации происходит с учетом множества взаимосвязей, имеющихся между документами, а значит более эффективно, чем при традиционных методах поиска.

Доступ к информации осуществляется не путем последовательного просмотра текста, как в обычных информационно-поисковых системах, а путем движения от одного фрагмента к другому.

University/Faculties/Femp/index.htm — спецификация файла index.htm.

Указывается путь к интересующему нас файлу в файловой системе компьютера и имя этого файла. В этой части адреса может быть помещена и другая информация, отражающая, например, параметры запроса пользователя и обрабатывающей запрос программы. Если спецификация файла не указана, то пользователю буден выдан файл, по умолчанию назначенный для представления сервера (сайта).

Служба передачи файлов (FTP). Необходимость в передаче файлов возникает при приеме файлов программ, при пересылке крупных документов, а также при передаче больших по объему архивных файлов.

Основы HTML

Служба World Wide Web (WWW или Web) представляет собой миллионы связанных между собой документов — Web-страниц.

Web-страница — это документ (например, текстовый), размеченный с помощью специальных элементов HTML — тегов, или html-тегов, языка. Такие страницы часто называют html-страницами. Они имеют расширение .html или .htm. Например: about.html или about.htm

Специальные программы — браузеры служат для интерпретации html-тегов и отображения содержимого Web-страниц. На экран html-теги не выводятся, они только указывают браузеру, как отображать содержимое документа.

Для просмотра html-кода в браузере необходимо в верхнем меню браузера Internet Explorer найти пункт Вид/Просмотр HTML-кода .

Иными словами, в браузер встроен интерпретатор языка HTML. Интерпретаторы, встроенные в различные браузеры, работают неодинаково, и одна и та же html-страница может отображаться в них по-разному.

Что же такое HTML — Hyper Text Markup Language ? Это язык гипертекстовой разметки, разработанный специально для создания Web-документов. Отметим два важных момента:

1) HTML не является языком программирования! В нем нет логических последовательностей. Это именно язык разметки документов (текста).

2) HTML определяет логическую структуру документа.

Существует два способа формирования HTML-документа. Первый состоит в разметке документа вручную. Для этого можно использовать текстовый редактор, например Блокнот. Второй способ предполагает использование специальных редакторов для языка HTML, например FrontPage Express, HomeSite. Этот способ проще освоить, т.к. он не требует знания языка HTML.

Разметка документа осуществляется с помощью тегов (англ. tag — отметка ).

Все документы HTML имеют одну и ту же структуру. Документ всегда должен начинаться с тега и заканчиваться соответствующим закрывающим тегом .

Заголовок документа

Тело документа

По структуре видно, что документ состоит из двух частей – заголовка и тела (пары тегов … и … соответственно). В заголовке документа размещается некоторая информация о документе. В нашем случае это будет название документа. Оно выделяется тегами ….

Содержание документа размещается в теле документа. Заголовок первого уровня (Главы) выделяется тегами

Заголовки последующих уровней (параграфы, пункты, подпункты и т.п.) выделяются тегами и , где x – числа 2, 3,… При отображении Web-обозревателем эти заголовки показываются при помощи шрифтов разного размера.

Для создания абзаца недостаточно нажать на клавишу ENTER. Язык HTML рассматривает символ конца строки, как обычный пробел. Поэтому текст, являющийся абзацем, помещается между тегами

. Закрывающий тег является необязательным. Язык HTML не содержит средств для создания красной строки, поэтому при отображении на экране абзацы разделяются пустой строкой.

Теги html бывают двух типов — контейнерные и одиночные — и заключаются в угловые скобки <Имя_тега>

Контейнерные теги состоят из пары — открывающий и закрывающий тег. Перед именем закрывающего тега необходимо ставить косую черту "/" ( прямой слэш ). <Имя_тега> Содержимое, обрабатываемое данным тегом Имя_тега>.

Одиночный тег состоит только из открывающего и не требует закрывающего.

Главное преимущество HTML состоит в его способности связываться с другими документами с помощью ключевых слов, являющихся гипертекстовыми ссылками (гиперссылками). Описывается ссылка на другой документ следующим образом:

< A HREF =” имя файла ”> Текст, который будет служить как обращение к другому документу A >.

ТАБЛИЦА 1. Основные HTML -теги

<Начало>………….Конец программы на HTML >

Настройка цвета бумаги и цвета текста

соответственно - H2. H6.

Используются для создания заголовков текста. Существует шесть уровней заголовков, различающихся величиной шрифта. С их помощью можно разбивать текст на смысловые уровни - разделы и подразделы.

Установлен шрифт черного цвета

Увеличить размер шрифта на 2 пункта

< Жирный шрифт >…………. Закрыть >

< Подчеркнутый шрифт >…………. Закрыть >

< Зачеркнутый шрифт >…………. Закрыть >

< Шрифт телетайп >…………. Закрыть >

< Шрифт курсив >…………. Закрыть >

< Верхний индекс символов >…………. Закрыть >

< Нижний индекс символов >…………. Закрыть >

< Центрирование текста >…………. Закрыть >

<Выравнивание текста по левому краю>………….Закрыть>

<Выравнивание текста по правому краю>………….Закрыть>

< Бегущая строка >…………. Закрыть >

Перейти на новую строку, не начиная нового абзаца

Разделительная горизонтальная линия

Подчеркнуть Надпись линией шириной – WIDTH=…% и толщиной SIZE =…

Создание маркированного списка, тип маркера - диск

Начало строки маркированного списка

Отмена маркированного списка

Задание нумерованного списка

Загрузка фона страницы из графического файл FON . gif

Объявление таблицы с шириной бордюра = 2 и бордюром ячеек = 1

Объявление строки таблицы.

Создает новый ряд (строку) ячеек таблицы. Ячейки в ряду создаются с помощью элементов TD и TH

Объявление ячейки таблицы. Текст – нормальный шрифт

Загрузка картинки с именем name . bmp

Загрузка картинки с выравниванием - ALIGN и масштабированием - WIDTD , HEIGHT

- Локальные LAN (Local Area Network) - сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации. Компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.

- Региональные MAN (Metropolitan Area Network) - объединяют пользователей области, города, небольших стран. В качестве каналов связи используются телефонные линии. Расстояние между узлами сети составляет от 10 до 1000 км.

- Глобальные WAN (Wide Area Network) - включают другие глобальные сети, локальные сети, а также отдельно подключаемые к ней компьютеры.

По назначению и перечню предоставляемых услуг:

- Общее использование файлов и принтеров - с помощью специальной ЭВМ (файл-сервер, принтер-сервер) организуется доступ пользователей к файлам и принтерам.

- Общее использование баз данных - с помощью специальной ЭВМ (сервер баз данных) организуется доступ пользователей к базе данных.

- Применение технологий Интернет - электронная почта, Всемирная паутина, телеконференции, видеоконференции, передача файлов через Интернет.

По способу организации взаимодействия:

- Одноранговые сети - все компьютеры одноранговой сети равноправны, при этом любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.

- Сети с выделенным сервером (иерархические сети) - при установке сети заранее выделяются один или несколько серверов - компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных.

К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

- Необходимость дополнительной ОС для сервера.

- Более высокая сложность установки и модернизации сети.

- Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера

По технологии использования сервера:

- Сети с архитектурой файл-сервер - используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.

- Сети с архитектурой клиент-сервер - между приложением-клиентом и приложением-сервером осуществляется обмен данными. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса.

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

- Низкоскоростные сети - до 10 Мбит/с;

- Среднескоростные сети- до 100 Мбит/с;

- Высокоскоростные сети - свыше 100 Мбит/с.

По типу среды передачи сети разделяются на:

- Проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);

- Беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.

По топологии (как соединены компьютеры между собой):

Топология сетей

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

В топологии сетей применяют несколько специализированных терминов:

- узел сети - компьютер, либо коммутирующее устройство сети;

- ветвь сети - путь, соединяющий два смежных узла;

- оконечный узел - узел, расположенный в конце только одной ветви;

- промежуточный узел - узел, расположенный на концах более чем одной ветви;

- смежные узлы - узлы, соединенные, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов. Конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети, образуются путем соответствующей настройки оборудования.

Существует три основных типа физической топологии локальных вычислительных сетей:

Шинная топология одна из наиболее простых, реализуется с помощью кабеля, к которому подключаются все компьютеры. Все сигналы, передаваемые любым компьютером в сеть, идут по шине в обоих направлениях ко всем остальным компьютерам.

Топология звезда использует отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства, называемого хабом (hub) или концентратором. Концентратор транслирует сигналы, поступающие на любой из его портов, на все остальные порты, в результате чего сигналы, посылаемые одним узлом, достигают остальных компьютеров. В такой сети имеется только один промежуточный узел. Сеть на основе «звезды» более устойчива к повреждениям по сравнению сетью на базе шинной архитектуры, так как повреждение кабеля затрагивает непосредственно только тот компьютер, к которому он соединен, а не всю сеть.

В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией. Выбор той или иной топологии определяется областью применения сети, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.

Модель взаимосвязи открытых систем. Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации. Одним из примеров решения данной задачи является так называемая модель взаимосвязи открытых систем OSI (Model of Open System Interconnections).

Согласно модели OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней - до семи). Самый верхний уровень - прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Caмый нижний уровень - физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютере клиента в результате перемещения с нижнего уровня на верхний.

Рассмотрим, как в модели ОSI происходит обмен данными между пользователями, находящимися на разных континентах.

2. На уровне представления операционная система его компьютера фиксирует, где находятся созданные данные (в оперативной памяти, в файле на жестком диске и т. п.), и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем.

3. На сеансовом уровне компьютер пользователя взаимодействует с локальной или глобальной сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на «выход в эфир» и передают документ к протоколам транспортного уровня.

4. На транспортном уровне документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные в используемой сети. Например, он может нарезаться на небольшие пакеты стандартного размера.

5. Сетевой уровень определяет маршрут движения данных в сети. Так, например если на транспортном уровне данные были «нарезаны» на пакеты, то на сетевом уровне каждый пакет должен получить адрес, по которому он должен быть доставлен независимо от прочих пакетов.

6. Уровень соединения (Канальный уровень) необходим для того, чтобы промодулировать сигналы, циркулирующие на физическом уровне, в соответствии с данными, полученным с сетевого уровня. Например в компьютере эти функции выполняет сетевая карта или модем.

Реальная передача данных происходит на физическом уровне. Здесь нет ни документов, ни пакетов, ни даже байтов — только биты, то есть, элементарные единицы представления данных. Восстановление документа из них произойдет постепенно, при переходе с нижнего на верхний уровень на компьютер клиента.

Средства физического уровня лежат за пределами компьютера. В локальных сетях это оборудование самой сети. При удаленной связи с использованием телефонных модемов это линии телефонной связи, коммутационное оборудование телефонных станций и т. п.

На компьютере получателя информации происходит обратный процесс преобразования данных от битовых сигналов до документа.

Разные уровни протоколов сервера и клиента не взаимодействуют друг с другом напрямую, но они взаимодействуют через физический уровень. Постепенно переходя с верхнего уровня на нижний, данные непрерывно преобразуются, «обрастают» дополнительными данными, которые анализируются протоколами соответствующих уровней на сопредельной стороне. Это создает эффект виртуального взаимодействия уровней между собой.

Чтобы различные компьютеры сети могли установить связь друг с другом, они должны “разговаривать” на одном языке, то есть использовать один и тот же протокол. Протокол - это “язык”, используемый для обмена данными при работе в сети.

Существует множество протоколов, каждый из них выполняет различные задачи. На разных уровнях модели OSI используются различные протоколы.

Ethernet – это протокол Уровня соединения, используемый большинством современных локальных сетей. Протокол Ethernet обеспечивает унифицированный интерфейс к сетевой среде передачи, который позволяет операционной системе использовать для приема и передачи данных несколько протоколов Сетевого уровня одновременно. Token Ring – это альтернатива «классическому» протоколу Ethernet на Уровне соединения.

Сетевое оборудование

Основными компонентами сети являются рабочие станции, серверы, передающие среды (кабели) и сетевое оборудование.

Рабочими станциями называются компьютеры сети, на которых пользователями сети реализуются прикладные задачи.

Серверы сети - это аппаратно-программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Сервером может быть это любой подключенный к сети компьютер, на котором находятся ресурсы, используемые другими устройствами сети. В качестве аппаратной части сервера используется достаточно мощные компьютеры.

Выделяют следующие виды сетевого оборудования:

Сетевые кабели (коаксиальные, состоящие из двух изолированных между собой концентрических проводников, из которых внешний имеет вид трубки; кабели на витых парах, образованные двумя переплетёнными друг с другом проводами; оптоволоконные и др.).

Сетевые карты (Сетевые интерфейсные адаптеры) – это контроллеры, подключаемые к материнской плате компьютера, предназначенные для передачи сигналов в сеть и приема сигналов из сети. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель.

Концентраторы (Hub) – это центральные устройства кабельной системы или сети физической топологии "звезда", которые при получении пакета на один из своих портов пересылает его на все остальные. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными кабельными системами. К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля.

Для соединения локальных сетей друг с другом используются следующие устройства:

Мосты (Bridge) - устройства сети, которые соединяют два отдельных сегмента, ограниченных своей физической длиной. Мосты также усиливают и конвертируют сигналы для кабеля другого типа. Это позволяет расширить максимальный размер сети.

Мосты передают данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Ниже на рисунке показаны три локальные сети, соединённые двумя мостами. Кроме этого, мосты могут фильтровать пакеты, охраняя всю сеть от локальных потоков данных и пропуская наружу только те данные, которые предназначены для других сегментов сети.

Межсетевые экраны (firewall, брандмауэры) - это программный и/или аппаратный барьер между двумя сетями, позволяющий устанавливать только авторизованные межсетевые соединения, реализующий контроль за поступающей в локальную сеть и выходящей из нее информацией, и обеспечивающие защиту локальной сети посредством фильтрации информации.

Большинство межсетевых экранов построено на классических моделях разграничения доступа, согласно которым субъекту (пользователю, программе, процессу или сетевому пакету) разрешается или запрещается доступ к какому-либо объекту (файлу или узлу сети) при предъявлении некоторого уникального, присущего только этому субъекту, элемента. В большинстве случаев этим элементом является пароль. Для сетевого пакета таким элементом являются адреса или флаги, находящиеся в заголовке пакета, а также некоторые другие параметры.

Компьютерными сетями называют совокупность компьютеров, которые объединены друг с другом каналами передачи данных и обработки информации. Каналы реализуют надежный и оперативный доступ пользователя ко всем информационным услугам или ресурсам сети.

Особенности компьютерных сетей используют для хранения и обработки информационных данных, предоставления удаленного доступа к ним и передачи данных пользователям с результатами обработки.

Преимущества использования компьютерных сетей:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

общедоступность файлов;
совместный доступ к устройствам ввода-вывода;
простота использования;
надежность через резервное копирование;
безопасность посредством авторизации.

Назначение и классификация компьютерных сетей

По архитектуре

Локальные (Local Area Network — LAN). Частные, расположенные на ограниченной несколькими десятками метров территории здания/организации. Используются для совместного доступа к таким ресурсам, как принтер или сканер и обмена данными.
Региональные (Metropolitan Area Network — MAN). Сеть, ограниченная пределами города. Пример — кабельное телевидение. Региональные сети объединяют локальные.
Глобальные (Wide Area Network — WAN). Могут покрывать территорию страны или континента. Предназначены для организации связи между различными географическими областями как способа коммуникации в режиме реального времени, постоянного доступа к информационным ресурсам, электронной почте, обмен файлами в сети Интернет.

По масштабу администрирования

Офисные (сети отделов).
Учрежденческие (сети кампусов).
Корпоративные.
Сети общего доступа (Интернет).

По уровню однородности

Одноранговые. Равноправные компьютерные сети, которые функционируют как самостоятельные рабочие станции, отвечают на запросы в качестве сервера или отправляют запросы в качестве клиента другим компьютерам. Одноранговые сети просты в использовании и экономичны, но эффективность и безопасность информации зависит от каждого компьютера, способного внепланово отключиться от сети.
Иерархические. Один или несколько мощных компьютеров назначаются серверами, которые обеспечивают управление сетями и хранят информацию. Остальные компьютеры — клиенты. При таком виде разделения отключение рабочих станций не влияет на функционирование сети, а также достигается высокий уровень защиты информации.

По скорости передачи данных

Низкоскоростные. Не более 10 Мбит/с.
Среднескоростные. Не более 100 Мбит/с.
Высокоскоростные. Более 100 Мбит/с.

По типу передающей среды

Проводная. Передача сигнала происходит по кабелю в конкретном направлении пути.
Беспроводная. Передача сигналов происходит на расстоянии при помощи радиоволнового, микроволнового, инфракрасного излучения.

По топологии сети

Топология сети — это физическая или электрическая конфигурация кабелей и соединений сети.

В чем разница? В первом случае перед передачей данных устанавливается соединение. После данные перемещаются строго по установленному соединению. Наиболее популярный пример коммутации каналов – телефонная сеть.

А вот коммутация пакетов работает несколько иначе, и именно к этому типу относятся современные компьютерные сети. Данные делятся на части, также именуемые пакетами. Эти части не зависят друг от друга и передаются отдельно. Каждый пакет может проходить через сеть разными путями.

Главное преимущество второго типа – отказоустойчивость. Например, если какой-то из промежуточных узлов выйдет из строя, данные будут передаваться через доступные для этого узлы. При поступлении пакета на промежуточную точку (узел) определяется дальнейший путь: это и есть маршрутизация. Задача маршрутизации, которая описана выше, должна решаться на всех промежуточных этапах.

Разделение по технологии передачи:

широковещательные сети (данные, переданные в сеть, доступны всем устройствам этой сети);
точка-точка (передача от одного устройства к другому, иногда с наличием промежуточных узлов).

По протяженности компьютерные сети делятся на:

персональные;
локальные;
муниципальные;
глобальные;
объединение сетей (пример – сеть Интернет).

Рассмотрим каждую из них более подробно:

Стандарты стали решением таких проблем, как несовместимость сетевого оборудования, разные протоколы и несовместимость программного обеспечения. Именно по этим причинам раньше оборудование от разных производителей не взаимодействовало посредством сети.

Используется 2 типа стандартов:

Dejure (юридические, формальные стандарты).
De Facto (стандарты фактические).

Первые стандарты принимаются той организацией, которая имеет право их принимать (по формальным законам стандартизации). Вторые же никто целенаправленно не принимал: они установились сами собой, как происходит с новыми технологиями, резко набирающими популярность среди пользователей. Хороший пример такой технологии – стек протоколов TCP/IP, который на данный момент является основой сети Интернет.

Самыми важными стандартами являются:

ISO (Международная организация по стандартизации) приняла стандарт на эталонную модель взаимодействия открытых систем.
Консорциум W3C (World Wide Web Consortium) – веб-стандарты.
IAB (Совет по архитектуре Интернета) – протоколы Интернет.
IEEE (Институт инженеров по электронике и электротехнике) – технологии передачи информации.

Стоит отметить, что IEEE также принимает стандарты в различных областях электроники и электротехники. Разработкой для стандартов компьютерных сетей занимается их комитет под номером 802:

А вот IAB состоит из нескольких частей:

IRTF (Группа исследователей Интернет) – долгосрочные исследования на перспективу;
IETF (Группа проектирования Интернет) – занимается выпуском стандартов на сетевые протоколы;
RFC (запрос комментариев) – документы, описывающие работу различных протоколов (формально это не стандарты).

Используя другие протоколы, оборудование и программное обеспечение просто не смогут использоваться в сети Интернет.

Каждый из документов RFC обладает своим номером и описывает конкретный интернет-протокол:

- RFC 791 – протокол IP;
- RFC 792 – протокол ICMP;
- RFC 793 – протокол TCP;
- RFC 826 – протокол ARP;
- RFC 2131 – протокол DHCP.
Консорциум W3C отвечает за веб-стандарты. Документы W3C формально не называются стандартами, а именуются рекомендациями.

К рекомендациям World Wide Web Consortium относятся:
- HTML;
- CSS;
- XML;
- архитектура веб-сервисов.
Итак, стандарты предназначены для того, чтобы работать с Интернетом с любого устройства, с любой операционной системы, независимо от производителя и используемого программного обеспечения. Чтобы лучше разобраться в тонкостях работы протоколов и технологий, читайте стандарты IEEE, рекомендации W3C и документы RFC.

Продолжаем разбирать компьютерные сети и переходим к протоколам.

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:

К слову, модель TCP/IP во многом перекликается с приведенной выше OSI, так как функции многих уровней совпадают:

Читайте также: