Как устроена компьютерная сеть аппаратное и программное обеспечение сети

Обновлено: 04.07.2024

Тема : Как устроен Интернет. IP-адрес компьютера. Компьютерные сети: виды, структура, принципы функционирования. Аппаратное и программное обеспечение работы глобальных компьютерных сетей.

познакомить учащихся с основными понятиями по теме: «Компьютерные сети»;
дать представление о назначении компьютерных сетей, их видах.

развивать память, внимание, алгоритмическое мышление;

способствовать развитию творческой деятельности учащихся и интереса к предмету информатика.

воспитывать информационную культуру учащихся, внимательность, аккуратность, дисциплинированность, усидчивость, воспитывать аккуратность, формировать познавательный интерес к информатике;
воспитывать умение внимательно выслушивать мнение других, воспитание культуры общения.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Оборудование: компьютеры, интерактивный планшет, документ-камера, презентация по теме.

Проверка домашнего задания – Выполнение теста в программе MyTest
Изучение нового материала

а) Актуализация прежних знаний

- На столах у вас в конверте №1 лежат листочки. Возьмите их. Работаем в группах. Напишите как можно больше источников информации, на каждом листочке по одному. Давайте вспомним, что значит источник информации?

- Первая группа, что вы написали? Вторая группа, есть что добавить? А из какого из этих источников нам легче и быстрее получить необходимую информацию?

Поднимите руки те, кто искал информацию и общался в Интернете. Прекрасно, значит вы знакомы с Интернетом и сможете мне рассказать о нем. Что вы знаете об Интернете? Да, хоть мы и используем Интернет, практически, каждый день, но, оказывается, мы о нем почти ничего не знаем.

Что явилось причиной создания Интернета и когда появился Интернет?

В 1957 году, после запуска Советским Союзом первого искусственного спутника Земли, Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надёжная система передачи информации. Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA) предложило разработать для этого компьютерную сеть.

Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэндфордскому исследовательскому центру, Университету Юты и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре.

Компьютерная сеть была названа ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network), и в 1969 году в рамках проекта сеть объединила четыре указанных научных учреждения. Все работы финансировались Министерством обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, её начали использовать учёные из разных областей науки.

Рождением Интернета, считается 22:30 29 октября 1969 года , когда впервые в мире, компьютерная информация была передана на 700 километров.

В 1991 году проект ARPANET был заморожен и, собственно, появился Интернет.

Итак, что явилось причиной создания Интернета и когда появился Интернет?

г) Возьмите, конверты под номером 2. В них предложения с пропущенными словами. Сейчас мы просмотрим фильм, а затем вы должны будете вписать пропущенные слова. Перед просмотром фильма изучите текст. Минута на изучение.

Просмотр фрагментов из Мультфильма «Почемучка» про локальную сеть

Впишите слова (индивидуальная работа).

д) Физкультминутка с проверкой выполнения задания (под песню про Интернет из м/ф «Фиксики»)

А сейчас встаньте, под музыку вы в хаотичном движении должны передвигаться по классу. Как только остановится музыка, встаете в пару с тем, кто ближе всего к вам, но это не должен быть сосед по парте и проверяете друг у друга работы, корректируя их.

Садитесь на места, кто прочитает ответы?

Есть ошибки или неточности?

е) Возьмите, конверты под номером 3. В них также предложения с пропущенными словами. Сейчас мы просмотрим фильм, а затем вы должны будете вписать пропущенные слова. Перед просмотром фильма изучите текст. Минута на изучение.

Просмотр фрагментов из Мультфильма «Почемучка» про локальную сеть

Впишите слова (индивидуальная работа). Один ученик выполняет на листочке под документ-камерой, но с заморозкой экрана.

После завершения – проверка.

ж) В фильме говорилось об IP-адресе. Давайте еще раз вспомним, для чего он нужен?

Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет, имеет свой уникальный

IP – адрес (Internet Protocol Address), который представляет собой последовательность четырех чисел, разделенных точками, например 195.5.46.34

IP-адрес для компьютера, как для нас номер сотового телефона. По нему можно найти компьютер в любом уголке мира.

Каждое число может лежать в диапазоне от 0 до 255.

- Что значит «может лежать в диапазоне от 0 до 255»?

е) Решение задания 17 ОГЭ по теме «Адресация в сети Интернет». Работа с интерактивным планшетом

На месте преступления были обнаружены четыре обрывка бумаги. Следствие установило, что на них записаны фрагменты одного IP-адреса. Восстановите IP-адрес.

- Как вы думаете, достаточно ли нам просто ввести IP-адрес, чтобы выйти в Интернет?

- А что нужно еще?

- Какое устройство нам необходимо, чтобы подключится к сети?

Доступ в Интернет осуществляется по телефонной линии с помощью модема .

Это специальное устройство преобразовывает цифровую компьютерную информацию в аналоговый сигнал, передает по телефонной линии к другому, принимающему, устройству, где вновь происходит перекодировка сигнала.

- Кто предоставляет нам доступ к сети?

Интернет-провайдер – это организация, предоставляющая доступ к сети Интернет через свой Интернет-сервер. Компьютеры пользователей (клиенты) соединяются с сервером провайдера по телефонным линиям, выделенному каналу или беспроводной сети.

Всё обеспечение сети разделяют на два вида:
1. Аппаратное – оборудование, которое обеспечивает существование и функционирование сети
2. Программное – программы необходимые для работы в сети

Аппаратное обеспечение сети

Чтобы сеть функционировала нужны сервера, компьютеры абонентов, устройства для объединения компьютеров в сети и линии связи между ними.

Компьютер-сервер – это высокопроизводительный компьютер, который постоянно подключён к сети и имеет бесперебойное электропитание, при этом он занимается постоянным приёмом/передачей информации по сети и обеспечивает предоставление информационных услуг в сети.

Компьютер-терминал – это наш домашний компьютер, через который мы выходим в интернет для получения и передачи информации.

Чтобы выйти в интернет не достаточно одного компьютера, ещё для этого необходим модем.

Модем – название произошло от слов модулятор/демодулятор. Модуляция – это преобразование информации из дискретной цифровой формы в аналоговую при передаче информации в сеть, демодуляция – наоборот. Информация в ЭВМ имеет дискретную двоичную форму, а линии телефонной связи, через которые выходим в интернет передают аналоговый – непрерывный сигнал, вот для того чтобы преобразовывать сигнал из одного вида в другой и нужен модем.

Модем (модулятор/демодулятор) — устройство для преобразования физической формы представления информации из компьютерного стандарта в стандарт телефонной связи и обратно.

До развития интернета самыми популярными были модемы для коммутируемых телефонных линий или как их ещё называли dial-up модемы, которые издавали шипяще-звинящие звуки в момент подключения к сети и обеспечивали скорость передачи до 8 килобит в секунду.

На скорость работы таких модемов влияла их скорость, измеряющаяся в бодах.

Бод — единица скорости передачи сигнала, измеряемая числом дискретных переходов или событий в секунду. Бод используется как единица измерения при обозначении скорости модемов для коммутируемых телефонных линий, выражающая число изменений состояния канала связи в секунду (для модема – действительную частоту несущей при передаче данных).
Названа в честь Эмиля Бодо, изобретателя кода Бодо — кодировки символов для телетайпов.

Иногда ошибочно считают, что бод — это количество бит, переданное в секунду. Но это верно лишь для двоичного кодирования. Например, в современных модемах используется квадратурная амплитудная манипуляция, и одним изменением уровня сигнала может кодироваться несколько (до 16) бит информации.
Например, при символьной скорости 2400 бод скорость передачи может составлять 9600 бит/c благодаря тому, что в каждом временном интервале передаётся 4 бита.

Кроме этого, бодами выражают полную ёмкость канала, включая служебные символы (биты), если они есть. Эффективная же скорость канала выражается другими единицами, например битами в секунду (бит/c, bps).

В высокоскоростных модемах один символ несёт несколько битов. Например, модемы V.22bis и V.32 передают 4 бита на 1 символ, V.32bis – 6 битов, а V.34 – 9.

До появления DSL модемов скорость интернета у обычных пользователей была не большой, но теперь с приходом технологий DSL и VPN скорость интернета ограничивается чаще только тарифным планом провайдера.

Также необходимым наличием, в случае подключения к интернету по выделенному каналу связи или с помощью DSL модема необходима сетевая карта.

Сетевая карта (сетевая плата или Ethernet-адаптер или NIC – network interface card) – периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Существует 4 основных вида линий (каналов) связи:
1. Телефонные линии
2. Электрическая кабельная сеть
3. Оптоволоконная кабельная сеть
4. Радиосвязь (радиорелейные линии, спутники)
Все эти каналы связи различаются по пропускной способности, помехоустойчивости, стоимости.
Самый дешёвые – телефонные, т.к. их уже протянули и они используются и для обычных телефонов, самые дорогие – оптоволоконные.
Помехоустойчивые – оптоволоконные, неустойчивые – радиосвязь.
Пропускная способность — это максимальная скорость передачи информации по каналу. Измеряется в Кбит/с или Мбит/с.
Примерная оценка пропускной способности телефонных линий около 50Мбит/с, у оптоволоконных и радиосвязи до 1Гбит/с.

Что такое TCP/IP

Основной протокол, через который работает сеть Интернет TCP/IP.

Протокол – это стандарт на предоставление сетевой информации, на способы её передачи и обработки в сети.

TCP – transfer control protocol – протокол управления передачей. Особенность передачи информации в том, что она передаётся пакетами (частями), т.е. посланный нами файл другому абоненту сети сначала разбивается на части, а затем в виде отдельных частей передаётся по сети, доходит до абонента и собравшись обратно в единое целое показывается ему. Чтобы пакеты успешно собрались к ним добавляется служебная информация – какой частью какого файла является и кому должен быть доставлен пакет.

IP – internet protocol – обеспечивает доставку каждого отдельного пакета до пункта назначения.

Благодаря делению передаваемой информации на пакеты происходит снижение нагрузки на узлы сети, т. к. если прийдёт неисправный пакет, то его перекачать заново проще, чем целый файл заново. Особенно это даёт преимущества на плохих линиях связи или при отправке больших объёмов данных.

Программное обеспечение сети

Основным ПО для функционирования сетей являются сетевые операционные системы на серверах: Windows Server, FreeBSD, различные версии Linux и другие.

ПО делится на два вида:
Базовое — обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP.
Прикладное — обеспечивает работу служб интернета — WWW, почта и другие.

Основная технология работы сети – клиент-сервер – программа-клиент на компьютере абонента сети формирует запросы, а сервер обрабатывает эти запросы.

Интернет — это всемирная система компьютерных сетей, объединённых на базе общего протокола TCP/IP, также её именуют WWW – World Wide Web – всемирная паутина или всемирная информационная сеть.

Всемирная сеть состоит из сети документов, ещё их называют веб-страницами, связанных между собой гиперссылками.

Гиперссылка (гипертекст) — это слово или участок текста, который выделен каким-либо цветом и щелчок по которому позволит перейти на другую веб-страницу или веб-сайт.

Гиперссылка, связанная с другой страницей образует гиперсвязь. Если гиперсвязь осуществляется между мультимедиа документами, то она образует систему — гипермедиа.

Веб-страницы хранятся на веб-сервере, а если страницы находятся в одном домене, то все вместе они составляют веб-сайт.

Для просмотра веб-документов в сети Интернет необходима клиент-программа — браузер.

Какие бывают компьютерные сети?

Компьютеры в сети могут соединяться между собой по-разному, в зависимости от типа компьютеров, расстояния, на котором они находятся, и функций, которые на них возлагаются. Поэтому различают следующие виды сетей:

Компьютерные сети могут соединять различное количество компьютеров и охватывать различные по величине территории. Сеть, соединяющая компьютеры, расположенные в пределах кабинета, помещения, одного или нескольких домов, называют локальной. Локальные сети создаются в учебных заведениях, банках, других организациях. В локальной сети может быть от двух до нескольких сотен компьютеров. Главной особенностью локальной сети сравнительно короткие, скоростные, качественные линии связи.

Локальные компьютерные сети

В зависимости от технологии передачи данных различают:

локальные сети с маршрутизацией данных;
локальные сети с селекцией данных.

В зависимости от используемых физических средств соединения локальные сети подразделяются на кабельные и беспроводные.

Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных сетях, так и в сетях с иерархической структурой (выделенный сервер).

Равноправие компьютеров в такой сети означает, что каждый владелец компьютера, имеющего доступ к сети, может самостоятельно управлять ресурсами и данными, находящимися на компьютере. Разрешить пользоваться ресурсами и данными того или иного компьютера означает предоставить общий доступ пользователям, находящимся в той же группе, что и данный компьютер, а также можно установить пароль доступа и права доступа к ресурсу. В связи с этим каждый владелец компьютера несет ответственность за сохранность и работоспособность конкретного ресурса и рабочей станции в целом. Компьютер, находящийся в локальной сети, но при этом не входит в ту или иную группу пользователей, не сможет воспользоваться общим ресурсом, выделенным для данной группы пользователей.

Создание сети с выделенным сервером, аккумулирует большой объем общей информации, позволяет снизить требования к техническим характеристикам других компьютеров в сети, что способствует уменьшению суммарных расходов на покупку всего оборудования.

Достоинства иерархической сети:

надежная система защиты;
высокое быстродействие;
отсутствие ограничений на число рабочих станций.

Недостатки иерархической сети:

высокая стоимость, так как необходимо выделять мощный компьютер под выделенный сервер и поддерживать работу сети, прибегнув к услугам системного администратора;
меньшая гибкость по сравнению с одноранговых сетями.
Комбинируя перечисленные выше виды локальных сетей, можно получить сети более сложных видов, принципов организации и функционирования:
комбинирование одноранговой и иерархической сети, где рабочие станции взаимодействуют как по принципу функционирования временной сети, так и по принципам функционирования иерархических сетей;
иерархическая сеть с несколькими выделенными серверами (файловый сервер, сервер печати и т.д.);
иерархическая сеть, функционирование которой основано на иерархии серверов, когда сервер нижнего уровня подключаются к серверам более высокого уровня.

Сервер является ядром локальной сети и обеспечивает доступ пользователей к информационной системе. Все отдельные рабочие станции и любые совместно используемые периферийные устройства, например принтеры, подсоединяются к файл-серверу.

Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы, содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелями с файл-сервером.

К преимуществам локальных компьютерных сетей можно отнести:

возможность совместного использования ресурсов сети (файлов, принтеров, модемов и т.д.);
оперативный доступ к любой информации сети;
надежные средства резервирования и хранения информации;
защита информации от несанкционированного доступа;
возможность использования современных технологий, в частности, системы электронного документооборота, сетевых баз данных, приема / передачи факсов, доступа в Интернет.

Глобальные компьютерные сети

Сети, соединяющие компьютерные сети и отдельные компьютеры, размещенные в разных городах и странах, частях света, называют глобальными (WAN). В глобальных сетях часто используются существующие линии связи, например телефонные, телеграфные, сотовые линии.

Наиболее известной глобальной сетью является Интернет. Интернет также называют сетью сетей. Существуют еще и другие глобальные сети. Например, сети банковских систем, сети авиакомпаний, научных организаций.

Как создают компьютерную сеть?

Компьютерные сети состоят из узлов, которыми могут быть компьютер, принтер или другое устройство, связанное с сетью. Компьютеры разделяют на два типа: рабочие станции, на которых работают пользователи, и серверы, обслуживающие эти станции.

Компьютеры в сети могут иметь различное назначение. Например, к компьютеру, входящему в сеть, могут быть присоединены периферийные устройства. Для того чтобы использовать одно из них, указанному компьютеру направляется запрос. В ответ на эти запросы компьютеры предоставляют услуги по доступу к собственным или сетевым ресурсам.

Основными компонентами аппаратной составляющей компьютерной сети есть рабочие станции, серверы, сетевые платы, оборудование для обеспечения передачи данных по различным каналам связи.

Серверы используются для объединения и распределения ресурсов компьютерной сети между клиентами (рабочими станциями).

Как мы уже писали, компьютеры, которые одновременно могут выполнять функции сервера и рабочей станции при работе в сети, образуют одноранговую компьютерную сеть, то есть такую, где всем узлам сети предоставлен одинаковый приоритет, при этом ресурсы каждого узла доступны другим узлам сети.

Для работы в компьютерной сети каждому узлу сети необходима сетевая плата (сетевой адаптер), к которой подсоединяют сетевой кабель.

Сетевая плата

Функции сетевой платы:

подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче с помощью сетевого кабеля;
передача данных на другой компьютер;
управления потоком данных между компьютером и средой передачи;
прием данных с кабеля и перевод в форму, понятную для центрального процессора компьютера.

Каналы связи можно сравнивать с транспортными системами грузовых или пассажирских перевозок. Транспортировка пассажиров может осуществляться по воздуху (самолетами, аэростатами и другими воздушными средствами), железной дорогой или по воде (лодки, теплоходы и т.д.), по суше (автомобили, поезда, конные экипажи, верблюжьи караваны и т.д.). В зависимости от среды транспортировки подбирают и подходящее средство передвижения.

Компьютеры внутри локальной сети соединяются с помощью кабелей, передающих сигналы. Кабели классифицируются в зависимости от возможных значений скорости передачи данных и частоты возникновения сбоев и ошибок. Чаще всего используются кабели трех основных категорий:

витая пара;
коаксиальный кабель;
оптоволоконный кабель.

Для построения локальных сетей сейчас наиболее широко используется витая пара. Внутри такой кабель состоит из двух или четырех пар медного провода, скрученных между собой. Витая пара подключается к компьютеру с помощью разъема, который очень напоминает телефонный разъем. Витая пара способна обеспечивать работу сети на скоростях 1, 10, 100, 1000 Мбит/с.

Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы, изоляции, ее окружает, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки. По центральному проводу кабеля передаются сигналы, в которые предварительно были преобразованы данные. Такой провод может быть как моно-, так и многожильным.

В основе оптоволоконного кабеля содержатся оптические волокна, данные по которым передаются в виде импульсов света. Электрические сигналы по оптоволоконному кабелю не передаются, он не распространяет электромагнитное излучение, поэтому сигнал нельзя перехватить, что практически исключает несанкционированный доступ к данным. Оптоволоконный кабель используют для транспортировки больших объемов данных на максимально доступных скоростях. Сейчас широко используется скорость 1000 Мбит/с, приобретает все большее распространение скорость 10 Гбит/с и выше. Главным недостатком такого кабеля является его хрупкость: его легко повредить, а монтировать и соединять можно только с помощью специального оборудования.

Аппаратное и программное обеспечение сетей

Конструктивно компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров, которые объединены каналами связи и обеспечена аппаратным и программным сетевым оборудованием. На каждом клиенте сети устанавливается программа-клиент. На серверах сети устанавливают программу-сервер, которая предоставляет услуги программам-клиентам.

Для построения локальной сети или для передачи данных между различными локальными сетями и их подключения к Интернету используют также маршрутизаторы (роутеры).

Подключение компьютеров к сети

Как передаются данных от одного компьютера к другому?

К программному обеспечению компьютерных сетей относятся прежде всего сетевые операционные системы (ОС).

Протоколы устанавливаются в дипломатии во время общения дипломатов и других официальных лиц для того, чтобы избежать недоразумений. Есть определенные правила этикета, хотя они имеют различия в разных странах мира, правила (протоколы) проведение олимпийских игр, правила переезда перекрестка на автомобильных дорогах и тому подобное.

Протоколы также помогают не допускать ошибок при передаче и получении данных.

В сети Интернет используют такие протоколы доступа к сетевым службам передачи данных:

Протокол НТТР используется при пересылке веб-страниц с одного компьютера на другой.

FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.

Протокол TELNET дает возможность абоненту работать на любом компьютере сети Интернет как на своем собственном, то есть запускать программы, менять режим работы и тому подобное. На практике возможности лимитируются уровнем доступа, заданным администратором удаленной машины.

Сетевые службы и приложения

Не всякий приложение, выполняемое в сети, является распределенным. Значительная часть истории локальных сетей связана именно с использованием обычных нераспределенных приложений. Рассмотрим, например, как происходила работа пользователя с известной в свое время СУБД dBase. Файлы базы данных, с которыми работали все пользователи сети, располагались на файловом сервере. Сама же СУБД хранилась на каждом клиентском компьютере в виде единого программного модуля. Программа dBase была рассчитана только на обработку данных, расположенных на том же компьютере, что и сама программа. Пользователь запускал dBase на своем компьютере и программа искала данные на локальном диске, совершенно не принимая во внимание существование сети. Чтобы обрабатывать с помощью dBase данные, расположенные на удаленном компьютере, пользователь обращался к услугам файловой службы, доставляла данные с сервера на клиентский компьютер и создавала для СУБД эффект их локального хранения.

Большинство приложений, используемых в локальных сетях в середине 80-х годов, были обычными нераспределенными приложениями. И это понятно: они были написаны для автономных компьютеров, а потом просто были перенесены в сетевую среду. Создание же распределенных приложений, хотя и сулило много преимуществ (снижение сетевого трафика, специализация компьютеров), оказалось делом совсем не простым. Нужно было решать множество дополнительных проблем: на сколько частей разбить приложение, какие функции возложить на каждую часть, как организовать взаимодействие этих частей, чтобы в случае сбоев и отказов оставшиеся, корректно завершали работу и т. д.

Адресация узлов сети

При объединении трех и более компьютеров важным аспектом становится их адресация.

К адресации узлов и схемы ее назначения выдвигается несколько требований:

Адрес должен быть уникальным в сети любого масштаба.
Схема назначения адресов должна быть легкой и не допускать дублирования.
Адреса в больших сетях должны быть иерархическими для удобства и скорости доставки информации.
Адресация должна быть удобной как для пользования так и для администрирования.
Адрес должен быть компактным, чтобы не перегружать память коммуникативного оборудования.

Эти требования трудно совместить в одной схеме, поэтому на практике часто используют одновременно несколько схем адресации и компьютер может иметь несколько адресов-имен.

Каждая из этих адресов используется, когда она в данном случае является более удобной. Существуют вспомогательные протоколы, которые по адресу одного типа могут определить адреса других типов.

Классификация сетевой адресации:

Уникальный адрес. Используется для идентификации отдельных узлов.
Групповой адрес. Идентифицирует сразу несколько узлов. Данные, которые направлены на групповой адрес, доставляются к каждому узлу группы.
Широковещательный адрес. Данные по широковещательным адресам направляются ко всем узлам сети.
Адрес произвольной рассылки. Используется в новом протоколе IPv6. Он задает группу адресов, данные доставляются не до всех узлов, а только к заданным.

Распространенные схемы адресации:

Аппаратные адреса. Как правило, это адрес, что прописана в сетевых адаптерах компьютеров и сетевого оборудования. Это так называемый МАС-адрес, который имеет формат в 6 байтов и обозначается двоичным или шестнадцатеричном кодом, например 11A0173BFD01.

МАС-адреса не нужно назначать, потому что они либо уже являются встроенными в устройство на стадии производства или автоматически генерируются при каждом запуске оборудования. В МАС-адресации отсутствует любая иерархия и при изменении оборудования (например, сетевого адаптера) меняется и адрес компьютера, или при наличии нескольких сетевых адаптеров, компьютер имеет несколько МАС-адресов.

Какие ресурсы относятся к глобальной сети?

Каждый компьютер имеет аппаратные, программные и информационные ресурсы. Аналогичные по типу ресурсы есть в каждой компьютерной сети, в том числе и Интернет.

Все аппаратные компоненты Интернета могут действовать в единой глобальной сети как на постоянной, так и на временной основе. Физический выход из строя или временное отключение отдельных участков Интернета, неработоспособность отдельных компьютеров, принадлежащих к глобальной сети, никак не влияют на возможность функционирования самой сети в целом.

Программные ресурсы Интернета составляют программы, с помощью которых обеспечивается функционирование сети.

Работу пользователя глобальной сети обслуживают тысячи программ, работающих на серверах и рабочих станциях. Все эти программы кому-то принадлежат по праву собственности (их производителям) и по праву на использование (тем, у кого они установлены). Без таких программ использовать различные ресурсы Интернета невозможно. Одни программы устанавливаются у пользователя на рабочей станции, которая подсоединяется к Интернету, другие программы устанавливаются на узловых компьютерах-серверах, обеспечивающих определенные услуги в глобальной сети.

Как формируются адреса ресурсов Интернета?

Каждый ресурс Интернета (аппаратный, программный, информационный) имеет свой адрес.

Для того чтобы в сети можно было обмениваться данными, каждый компьютер получает уникальный адрес, который называется IP-адресом (от англ. Internet Protocol address). По международному стандарту, любой IP-адрес компьютера состоит из четырех частей, разделенных точками:

Такой адрес содержит номер сети и номер компьютера пользователя в ней.

Итак, чтобы обратиться к определенному компьютеру в сети, следует указать его IP-адрес.

Доменное имя строится по иерархическому принципу, аналогично структуре имен папок файловой структуры. Идентификаторы (имена) доменов позволяют определить, какой организации принадлежит адрес и в какой стране эта организация расположена.

Имена для доменов верхнего уровня выдает информационный центр Интернета (InterNIC), остальные имен фиксируют те организации, которым такие права делегированы. Идентификаторы доменов верхнего уровня являются стандартными, в доменном имени они записываются справа. Они позволяют определить тип организации, которой принадлежит ресурс, или страну, в которой эта организация расположена.

Интернет (от англ. inter — «между» и net — «сеть, паутина») представляет собой совокупность компьютерных сетей, связывающих военные, правительственные, образовательные, коммерческие институты, а также отдельных граждан.

Интернет является организацией с полностью добровольным участием и управляется сообществом представителей от пользователей сети, которое называется ISOC (Internet Society), предоставляющим организационную основу для разных исследовательских и консультационных групп, занимающихся развитием Интернета.

Правомерно разное употребление термина сервер. Пользователи Интернета называют сервером большие web-узлы вместе с их информационным наполнением, web-дизайнеры и программисты понимают под сервером специальные программы для передачи данных из Интернета на пользовательский компьютер, системные администраторы и специалисты, обслуживающие локальные сети, - сами компьютеры, на которых установлены подобные программы.

Браузер представляет собой клиентскую программу для работы в Интернете, которая обращается к серверу, читает документ, сверстанный средствами HTML, интерпретирует полученную информацию и отображает содержание документа. Наиболее известными в России браузерами являются Internet Explorer, Opera, Netscape Navigator, Mozilla Firefox и др.

Web-сайт (от англ. site - «участок») - это набор web-страниц, связанных между собой ссылками и хранящихся на одном сервере.

Набор Web-сайтов, которые связаны между собой ссылками и хранятся на разных серверах, называется Web-порталом.

По содержанию сайт является самостоятельной логической единицей, комплексом связанных между собой по смыслу документов и графических иллюстраций. Небольшие ресурсы, обычно не имеющие своего доменного имени и представляющие собой информацию о том или ином частном субъекте, называют домашней страницей (homepage).

Функционирование технологии сети Интернет напрямую зависит от протокола - набора правил, оговаривающих все, что связано с работой в сети.

Технология передачи данных в Интернете базируется на протоколе TCP/IP (IP (Internet Protocol) - «протокол Интернета», TCP (Transmission Control Protocol) - «протокол управления передачей») - общепринятом стандарте, описывающем правила отправки и приема информации между несколькими подключенными к сети компьютерами.

TCP/IP для каждого работающего в Интернете компьютера определяет собственный IP-адрес, состоящий из четырех числовых последовательностей, разделенных точкой (например 195.85.105.160). В любой позиции каждое значение может изменяться от 0 до 255. Для удобства пользователей в Интернете разработана система доменных имен - DNS (Domain Name System). Служба доменных имен осуществляет преобразование доменного имени в числовой IP- адрес. Компьютеры, выполняющие такое преобразование, называются DNS- серверами.

Согласно спецификации DNS, все виртуальное пространство Интернета делится на домены - логические зоны, управляемые одним или несколькими специальными компьютерами. Иерархия доменных адресов может быть как региональной, так и в зависимости от вида деятельности хозяйствующего субъекта.

Рис. 1. Региональная иерархия доменных адресов

.edu - образовательные учреждения;

.gov - правительственные учреждения;

.mil - военные учреждения;

.int - международные организации, которые созданы на основании договоров или являются частью инфраструктуры Интернет;

.name - частные лица;

.info - не лимитируется;

Домен второго уровня может содержать только 22 символа (буквы, числа и тире). При этом нельзя зарегистрировать уже существующее доменное имя.

Ресурс, не имеющий собственного домена, вызывается по адресу, который в общем виде можно записать как: name.domain.zone/

folder/, где name — имя домена третьего уровня, domain — второго, zone — первого, а folder — имя папки на серверном компьютере, в которой размещаются составляющие данный ресурс файлы.

Таким образом, в Интернете используются несколько разновидностей адресов:

1) IP-адрес - основной сетевой адрес, который присваивается каждому компьютеру при входе в сеть. Это глобальная нумерация, так как компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный IP-адрес. IP-адреса делятся на классы в соответствии с масштабом сети, к которой подключается пользователь.

Класс А используется в больших сетях общего пользования.

Класс В - в сетях среднего размера (сети больших компаний, научно- исследовательских институтов, университетов).

Класс С - в локальных сетях (сети небольших компаний и фирм).

Класс D предназначен для обращения к группам компьютеров.

Класс Е зарезервирован.

2) доменный адрес. Перевод доменного адреса в IP-адрес происходит автоматически с помощью DNS системы.

3) URL-адрес - универсальный адрес, который применяется для обозначения имени каждого объекта хранения в Интернете.

Хостинг (от англ. hosting) - услуга по предоставлению дискового пространства для физического размещения информации на сервере, постоянно находящегося в сети. Как правило, в услугу хостинга входит предоставление места для почтовой корреспонденции, баз данных, DNS, файлового хранилища и т. п., а также поддержка функционирования соответствующих сервисов.

Web-форум или web-конференция - специальное программное обеспечение для организации общения посетителей web-сайта. Термин соответствует смыслу исходного понятия «форум».

Электронные доски объявлений (BBS - Bulletin Board System) создают специализированные сетевые службы, деятельность которых посвящена определенной теме. BBS обычно содержит файлы с информацией, представляющей интерес для определенных групп пользователей, а также средства, позволяющие пользователям доски объявлений обмениваться информацией по интересующим их вопросам. Через BBS осуществляется техническое обслуживание: пользователи посылают вопросы, а персонал отвечает на них.

Web-сообщества пользуются финансовой поддержкой различных компаний и представляют собой сайты, члены которых обмениваются мнениями по интересующим их вопросам по принципу общности круга интересов.

Электронная почта (от англ. E-mail, email, сокр. от electronic mail) - способ передачи информации в компьютерных сетях, широко использующийся в Интернете.

IP-телефония - это технология, позволяющая использовать Интернет или любую другую IP-сеть в качестве средства организации и ведения телефонных разговоров.

Skype - бесплатное проприетарное программное обеспечение с закрытым кодом, обеспечивающее шифрованную голосовую связь через Интернет между компьютерами, а также платные услуги для связи с абонентами обычной телефонной сети. Создателями Skype являются Никлас Зеннстрём (Niklas Zennstrom) и Янус Фриис (Janus Friis). Первый релиз программы и сайт появились в сентябре 2003 года.

Проприетарное программное обеспечение - частное, патентованное программное обеспечение, являющееся частной собственностью авторов или правообладателей и не удовлетворяющее критериям свободного (с открытым кодом).

Аппаратное обеспечение сетей

Протяженность сети, расстояние между станциями, в первую очередь определяются физическими характеристиками передающей среды (коаксиального кабеля, витой пары и т.д.). При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. Установив специальный усилитель или повторитель сигналов, можно значительно расширить сеть. Такими устройствами являются повторители, мосты и коммутаторы. Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом сети.

Для физического соединения компьютеров используется набор технических устройств, который может включать: а) соединительные разъемы для механического подключения различных устройств через соответствующие порты, б) модемы (МОДулятор / Демодулятор - устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть, по конструктивному исполнению модемы бывают встроенными - вставляемыми в системный блок компьютера - или внешними - подключаемыми через коммуникационный порт. Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных, а также тем, поддерживают ли они средства

исправления ошибок) и другие преобразующие устройства, обеспечивающие аналогово-цифровые преобразования, в) оборудование, предназначенное для передачи электрических сигналов (коммутаторы, хабы и др.)

Для соединения устройств сети используется следующее аппаратное обеспечение:

1) соединительные компоненты:

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

-Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру и разъёмы для соединения отрезков кабеля.

-Сетевые интерфейсные адаптеры (сетевой интерфейс, модуль, карта) -устройство сопряжения для подключения одного компьютера к другому, обеспечивающее приём и передачу данных. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети, и вставляются в свободное гнездо материнской платы. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель.

2) коммуникационное оборудование, обеспечивающее объединение компьютеров и организацию локальных сетей:

- Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов.

- Повторитель (repeater) - устройство, позволяющее расширить сеть за счет подключения дополнительных сегментов кабеля, а также ретранслирует (усиливает) сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине. Выполняет свои функции на физическом уровне.

- Хаб (hub, концентратор проводов) расширяет топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. 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.

-Коммутатор (switch) - устройство для соединения сетей или сегментов, поддерживающее множественную адресацию для своих портов. Коммутатор контролирует и управляет сетевым трафиком, анализируя

адреса назначения каждого пакета. Коммутатор знает, какие устройства соединены с его портами, и направляет пакеты только на необходимые порты. Это дает возможность одновременно работать с несколькими портами, расширяя тем самым полосу пропускания. Таким образом, коммутация уменьшает количество лишнего трафика, который возникает, когда одна и та же информация передается всем портам. Если концентраторы расширяют сеть, увеличивая число портов, то коммутаторы разбивают сеть на небольшие менее перегруженные сегменты.

-Мост (bridge) - аппаратно-программный блок, который обеспечивает соединение нескольких однородных локальных сетей, либо нескольких сегментов ЛС, имеющих различные протоколы передачи данных. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Выполняет свои функции на канальном уровне.

-Мостовой маршрутизатор (brouter) - гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.

мэйнфреймам - универсальным мощным компьютерам. Выполняет свои функции на уровнях выше сетевого.

Для ЛВС используются различные типы кабелей, а также радиоволновые, инфракрасные и оптические каналы.

1. Т.к. линии передачи данных в ЛВС невелики, информацию можно передавать в цифровом виде.

2. В ЛВС практически нет помех, а потому передаваемая информация не имеет ошибок.

3. В ЛВС могут входить разнообразные и независимые устройства: большие и малые компьютеры, терминалы и терминальные станции, различное периферийное оборудование, накопители на магнитных лентах и дисках, а также специализированные средства (регистрирующие и копирующие устройства, графопостроители, устройства связи с объектами и т.п.).

4. Простота изменения конфигурации сети и среды передачи,

5. Низкая стоимость сети передачи данных по сравнению со стоимостью подключаемых устройств.

Главная отличительная особенность ЛВС - наличие единого для всех абонентов высокоскоростного канала связи, способного передавать как цифровые данные, так и речевую, текстовую и даже видеоинформацию, что позволяет, например, объединить многие формы учрежденческой связи в рамках одной сети.

Программное обеспечение компьютерных сетей

Сетевое программное обеспечение – это программное обеспечение, позволяющее организовать работу пользователя в сети. Оно представлено общим, системным и специальным программным обеспечением (рис. 3).

Рис. 3 Состав сетевого программного обеспечения компьютерных сетей

Общее сетевое программное обеспечение включает:

• HTML-редакторы – редакторы, предназначенные для создания веб-страниц;

• графические веб-средства – средства, предназначенные для оптимизации графических элементов веб-страниц;

• машинные переводчики – программные средства, служащие для просмотра веб-страниц на различных языках;

• антивирусные сетевые программы – программы, используемые для предотвращения попадания программных вирусов на компьютер пользователя или распространения его по локальной сети фирмы.

К системному программному обеспечению относят:

• операционную систему – обязательную часть системного программного обеспечения, гарантирующую эффективное

функционирование ЭВМ в различных режимах, организующую выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ЭВМ;

• сервисные программы – программы, которые расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю и его программам набор дополнительных услуг;

• систему технического обслуживания – систему, которая облегчает диагностику, тестирование оборудования и поиск неисправностей в ПК.

Специальные сетевые ОС предназначены для управления сетью. По своей организации эту разновидность сетевых ОС можно разделить на одноранговые (Peer-To-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated File Server Network).

К одноранговым относятся такие сетевые ОС, как NetWare Lite, Personal NetWare (Novell), Windows For Workgroups (Microsoft), LANtastic (Artisoft).

Сетевые операционные системы

В сетевой ОС выделяют несколько частей:

• средства управления локальными ресурсами WS – функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС;

• средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование – серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и БД; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам;

-75%

Читайте также: