9535

Телекоммуникации и сети Передача информации

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Телекоммуникации и сети Передача информации Обмен информации производится по каналам передачи информации. Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. Например, при общении людей информация передается с помощью звуков...

Русский

2013-03-12

407.5 KB

42 чел.

Телекоммуникации и сети

Передача информации

Обмен информации производится по каналам передачи информации. Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. Например, при общении людей информация передается с помощью звуковых волн, а при разговоре по телефону – с помощью электрических сигналов, которые распространяются по линиям связи.

ПК могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.

Вспомним, что общая схема передачи информации включает в себя следующие компоненты: Отправитель информации -> Канал передачи информации -> Получатель информации.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации).

 Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени.

Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с. Однако иногда в качестве единицы измерения используется байт в секунду (байт/с) и кратные ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с.

Соотношения между единицами пропускной способности канала передачи информации:

1 байт/с = 8 бит/с;

1 Кбит/с = 1024 бит/с;

1 Мбит/с = 1024 Кбит/с;

1 Гбит/с = 1024 Мбит/с.

Компьютерные сети

При работе на ПК в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией, лишь копируя ее на различные внешние носители. Это может быть достаточно неудобно и не экономично (как по финансам, так и по времени).

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга ПК. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.

  •  Компьютерная сеть (КС) - это объединение двух и более компьютеров, соединенных с помощью линий связи.

Компьютеры объединяют для того, чтобы полнее реализовать преимущества, как персональных компьютеров, так и больших универсальных вычислительных машин. Каждый участник сети пользуется преимуществами, с одной стороны, независимости, а с другой – доступа к совместным ресурсам.

Компоненты компьютерной сети

Основными компонентами любой КС являются ресурсы, серверы, клиенты и среда передачи данных.

  •  Ресурсы компьютерной сети - файлы, папки, периферийные устройства и другие элементы, совместно используемые пользователями КС.

Ключевыми ресурсами в КС, являются периферийные устройства: принтеры, плоттеры, факсы и другие устройства ввода/вывода.

Кроме этого, компьютеры, объединенные в КС, могут совместно использовать файлы и папки на жестких дисках, информацию, записанную на дискетах, компакт-дисках CD/DVD-ROM, ZIP и Jaz- накопителях, а также любых других устройствах хранения информации, которые можно подключить к персональному компьютеру.

Отметим, что не все устройства, которые подключаются к компьютеру, могут совместно использоваться в КС. Такие устройства как сканер, дигитайзер, световое перо и др., пригодны только для локального использования, что объясняется особенностями работы с ними.

Для того чтобы компьютеры могли работать в КС, к их операционным системам  необходимо добавить специализированные программные модули. На тех компьютерах, ресурсы которых должны быть доступны пользователям сети, необходимо добавить модули, которые постоянно будут находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров. Обычно такие модули называются программными серверами, так как главная их задача - обслуживать запросы на доступ к ресурсам своего компьютера.

  •  Программный сервер - программный модуль, который находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров, главная задача которого  - обслуживать запросы на доступ к ресурсам своего компьютера.

На компьютерах, пользователи которых хотят получать доступ к ресурсам других компьютеров, устанавливают программные модули. Они должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный компьютер. Такие модули обычно называют программными клиентами.

  •  Программный клиент - специальный программный модуль, который вырабатывает запросы к серверам на доступ к удаленным ресурсам и передает их по КС.

Клиентские и серверные части операционных систем выполняют основную работу по организации совместного использования ресурсов КС.

Для организации пересылки информации между компьютерами в КС используются различные среды передачи данных:

  •  медный, оптоволоконный кабель;
  •  радиоволны;
  •  инфракрасное излучение.

Клиент-серверная архитектура КС

  •  Взаимодействие приложений, при котором одна программа выступает как клиент, а другая как сервер, называется клиент-серверной архитектурой.

Основная задача сервера – находиться в режиме ожидания, пока за тем или иным ресурсом к нему не обратится какой-либо клиент. Сервер может быть перегружен большим количеством запросов, в связи с чем задерживать обслуживание определенного запроса.

Программа-клиент формирует запрос, отправляет его по КС на определенный компьютер и взаимодействует с программой-сервером по определенным правилам – протоколам.

Один компьютер может иметь несколько серверов. Клиент может быть расположен на том же компьютере, что и сервер, и на компьютере, сколь угодно удаленном от сервера. От расстояния будет зависеть только задержка ответа от сервера по времени.

Разделение программ на серверную и клиентскую часть позволяет им работать на разных компьютерах, связанных по компьютерной сети, точно так же, как если бы они находились на одном и том же компьютере.

Задачи, которые должны выполнять серверы, многообразны и сложны. Для того чтобы серверы отвечали современным требованиям пользователей, их делают специализированными. Для работы с ними на компьютерах пользователей устанавливают соответствующие клиенты. Ниже приведены краткие характеристики наиболее часто используемых серверов, а также приведены примеры клиентов, позволяющих пользователю работать с этими серверами.

Серверы файлов. Сервер файлов управляет доступом пользователей к файлам. Если на компьютере пользователя установлен соответствующий клиент, то он получает возможность работать с различными файлами, хранящимися на сервере файлов. Например, пользователь может загрузить c удаленного компьютера документ Word, после чего работать с этим документом на своем компьютере.

Серверы печати. Сервер печати управляет доступом пользователей к принтерам. Если на компьютере пользователя установлен соответствующий клиент, то он получает возможность выводить документы со своего компьютера на принтер, подключенный к серверу печати.

Почтовые серверы. Почтовые серверы управляют передачей сообщений электронной почты между пользователями сети. Почтовые клиенты, например, Outlook Express, позволяют пользователю писать, отправлять и получать сообщения электронной почты.

Web-серверы. На серверах данного типа хранятся Web-страницы. Web-серверы обеспечивают пересылку Web-страниц, затребованных пользователем. Пользователь работает с Web-серверами посредством программы-клиента, входящего в состав браузера, например, Internet Explorer.

FTP-серверы обеспечивает пересылку (копирование, передачу) файлов в сети Internet с удаленного компьютера на локальный и с локального компьютера на удаленный, а также удаление или переименование файлов на удаленном компьютере. На компьютере пользователя для работы с FTP-серверами должен быть установлен FTP-клиент, например, FAR Manager или Internet Explorer.

На одном и том же компьютере могут быть установлены различные типы серверов. Например, в КС один компьютер может являться и сервером печати, и почтовым сервером. В этом случае на нем должны быть установлены два соответствующих программных модуля.

Для того чтобы пользователь мог получить доступ к нескольким специализированным серверам, на его компьютере должны быть установлены соответствующие клиенты. Так, если он желает работать с электронной почтой, а также печатать документы на удаленном принтере, работающем под управлением ОС Windows, то ему нужно установить на своем компьютере Outlook Express (Internet Explorer) и клиент для сетей Microsoft.

Аппаратные серверы

Термин «аппаратный сервер» чаще всего используется для обозначения компьютера, специально выделенного для файлов, приложений или периферийного оборудования, которые совместно используются в КС. Обычно он представляет собой компьютер с быстродействующим процессором и большим объемом памяти, которые рассчитаны не на выполнение повседневных задач данного компьютера, а для обслуживания многочисленных запросов от клиентов. Серверная программа всегда должна быть готова выполнить запрос и именно поэтому к компьютерам, на которых работает программа-сервер, предъявляются повышенные требования по надежности и производительности.

Доступ к такому компьютеру чаще всего имеют только администраторы сети для выполнения задач управления, мониторинга и поддержки работоспособности сети.

К компьютерам, на которых устанавливается в основном только клиентское программное обеспечение, предъявляются менее серьезные требования по надежности и производительности, поскольку стабильность работы клиентского компьютера, как правило, влияет на работу одного человека, а от надежности работы аппаратного сервера может зависеть работа огромного количества клиентов сети.

Классификация компьютерных сетей

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки. КС классифицируют:

  1.  по территориальному признаку, т.е. по величине территории, которую покрывает сеть;
  2.  физической топологии;
  3.  способу администрирования.

Помимо этого выделяют КС особого типа – корпоративные.

Классификация КС по территориальному признаку

1. Локальная компьютерная сеть (ЛКС или LAN) охватывает небольшую территорию (обычно в радиусе 1-2 км) и, как правило, принадлежит одной организации. ЛКС внедряются на предприятиях для того, чтобы организовать совместное использование аппаратуры и распределенную обработку данных на нескольких компьютерах. LAN соединяет компьютеры, принтеры и другое электронное оборудование, позволяя владельцам сети совместно использовать общие для сети ресурсы и с высокой скоростью обмениваться различного рода информацией. К определяющим характеристикам LAN можно отнести:

  •  небольшой географический размер и как следствие однородность (схожесть) используемых сетевых технологий для подключения компьютеров в сеть;
  •  небольшое количество компьютеров, расположенных на небольшой территории (комната, этаж, здание или несколько расположенных рядом зданий);
  •  однотипность компьютеров;
  •  полный контроль сети, с управлением которой может справляться один человек (нет делегации полномочий по управлению). Как следствие - единая сетевая политика внутри всей сети;
  •  высокая скорость передачи данных между компьютерами, - 10, 16, 100 и выше Мбит/с, - которая сравнима со скоростями работы устройств и узлов компьютера – дисков, внутренних  шин обмена данными и т.п.

Из-за коротких расстояний в ЛКС имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными. В связи с этим услуги, предоставляемые ЛКС, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме реального времени (on-lin).

2. Глобальная компьютерная сеть (ГКС или WAN) охватывает большие территории (регион, страну, ряд стран) и обеспечивает передачу информации с использованием различных линий связи. В силу того, что глобальная сеть покрывает огромные расстояния, в такой сети приходится использовать те каналы связи, которые уже имеются в том или ином регионе. Поэтому в большинстве своем это медленные каналы на базе телефонных линий.

Для глобальных компьютерных сетей характерно:

  •  разнообразие типов объединенных компьютеров (IBM, Apple и др.);
  •  поскольку локальные и корпоративные сети, входящие в состав глобальных, принадлежат различным организационным структурам, единая политика управления КС  и защиты передаваемых данных отсутствует;
  •  в связи с тем, что глобальная сеть может насчитывать миллионы компьютеров, расположенных по всему миру, решение вопросов, связанных с обслуживанием КС, осуществляется внутри каждой отдельной ЛКС, входящей в состав глобальной.
  •  большое разнообразие способов соединения компьютеров (могут использоваться все среды передачи данных);
  •  гораздо более низкие скорости передачи данных по сравнению с ЛКС – до 64 Кбит/с и только на магистральных каналах – до 2 Мбит/с.

Появлению ГКС главным образом способствовали успешное развитие телефонных, телеграфных сетей связи, появление оптоволоконных коммуникационных средств, а также и разработка мини-ЭВМ и сетевой операционной системы UNIX.

Из-за низких скоростей таких линий связи в ГКС набор предоставляемых услуг чаще всего рассчитан на работу в отложенном режиме (off-line). Для устойчивой передачи данных по некачественным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающееся от методов и оборудования, используемых в ЛКС. Как правило, здесь применяются сложные процедуры контроля и восстановления данных, так как наиболее типичный режим передачи данных по каналам общего назначения связан со значительными искажениями сигналов.

Интернет – это, безусловно, самая большая и популярная ГКС в мире.

Примерами ГКС, отличных от Интернет и функционирующих на российском рынке телекоммуникационных сетей, могут служить сети RELCOM, FIDONET, Спринт-сеть, ИНФОТЕЛ.

3. Городская компьютерная сеть (ГорКС или MAN) является менее распространенным типом КС. Такие сети появились сравнительно недавно и предназначены для обслуживания территории крупного города – мегаполиса или некоторого региона. ГорКС обычно охватывает территорию не более 40-50 км. В то время как ЛКС наилучшим образом подходят для совместного использования ресурсов на коротких расстояниях при высокой скорости, а ГКС обеспечивают работу на больших расстояниях, но с ограниченной скоростью, ГорКС занимают некоторое промежуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи ЛКС в масштабе города и их подключения к ГКС. Отдельные ЛКС, образующие ГорКС, при этом могут принадлежать как одной организации, так и нескольким различным организациям.

ГорКС первоначально были разработаны только для передачи данных между ЛКС, ЛКС и ГКС, но сейчас они поддерживают такие услуги, как видеоконференции и интегральная передача голоса, текста и многого другого.

ГорКС являются общественными КС, поэтому их услуги организациям обходятся дешевле, чем построение собственной (частной) сети в пределах города.

ЛКС и ГорКС могут существовать отдельно или в качестве части ГКС. По аналогии ГКС могут функционировать отдельно или быть частью Интернета. Кроме того, к ГорКС и к ГКС могут подключаться индивидуальные пользователи.

Классификация КС по способу администрирования

По способу администрирования, т.е. в зависимости от того, кто и как управляет разделяемыми ресурсами, выделяют следующие типы КС:

  •  с децентрализованным управлением;
  •  централизованным управлением;
  •  со смешанным управлением.

1. В КС с децентрализованным управлением каждый компьютер выполняет функции как сервера, так и клиента, причем каждый пользователь самостоятельно управляет ресурсами своего компьютера.

Преимуществами КС такого типа являются их меньшая стоимость по сравнению с сетями с централизованным управлением, отсутствие необходимости использования специальной сетевой операционной системы и обслуживания сети сетевым администратором (или специалистом с соответствующей подготовкой в области компьютерных технологий).

Основным недостатком являются ограниченные возможности расширения КС (вследствие резкого усложнения задач администрирования с увеличением количества компьютеров), потребность в том, чтобы функции администрирования выполнялись на каждой машине, а также меньшая степень безопасности.

2. В КС с централизованным управлением функции администрирования сосредоточены на одном или нескольких центральных компьютерах (чаще всего являющихся аппаратными серверами) со специальной сетевой операционной системой. На этих компьютерах выполняется специальная процедура регистрации пользователей в КС и назначение им различных режимов доступа к сетевым ресурсам.

Преимуществами КС с централизованным управлением можно считать обеспечение высокого уровня безопасности, легкость управления большой сетью, централизованное хранение данных обо всех сетевых ресурсах.

Несмотря на многочисленные преимущества, КС рассматриваемого типа имеют и недостатки. Основными из них являются необходимость приобретения дорогого специализированного программного обеспечения (например, сетевой ОС), более дорогого и производительного аппаратного обеспечения для серверных компьютеров, а также обязательность постоянной поддержки работоспособности компьютеров, осуществляющих управление КС. В случае выхода из строя сетевые ресурсы окажутся недоступными для всех пользователей сети.

3. В КС со смешанным управлением в определенном сочетании реализованы принципы централизованного  и децентрализованного управления (например, под централизованным управлением решаются только задачи с высшим приоритетом, связанные с обработкой больших объемов информации).

Классификация КС по физической топологии

Физическая топология (ФТ) – физическое расположение компьютеров, кабелей и других сетевых компонентов в компьютерной сети.

Современные ЛКС обычно строятся на базе топологий «шина», «звезда», «звезда - шина», «кольцо».

1. Топология «Звезда»

Когда к центральной машине (серверу) подключаются все машины данной сети. Обмен информацией между компьютерами происходит с помощью сервера.

Достоинство данной топологии – при выходе из строя сетевого кабеля у одного из ПК локальная сеть продолжает нормально функционировать.

Недостатками данной организации является неработоспособность всей сети при выходе из строя сервера и зависимость числа подключаемых к серверу машин от его возможностей.

2. Топология «Кольцо»

В сетях с «кольцевой» топологией все ЭВМ связаны последовательно в кольцо и любая из них может стать сервером.

Недостатком является сложность включения в сеть новых пользователей. Кроме того, при выходе из строя одного ПК происходит разрыв кольца.

3. Топология «Шина»

Это сети с древовидной структурой. Кабель проходит от одного ПК к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой. Любая из машин, включенных в такую сеть, может стать сервером. Кроме того, возможно практически неограниченное расширение сети. Подключение новых пользователей не влечет за собой изменения конфигурации.

Разработаны специальные операционные системы, обеспечивающие поддержку локальных сетей. К ним можно отнести ОС Windows NT, Windows 2000 (Microsoft), NetWare (Novell).

4. Топология «Звезда-шина». Объединяет в себе топологии «звезда» и «шина». Обладает всеми достоинствами и недостатками данных топологий.

Топологии, на базе которых осуществляется построение ГКС, обеспечивают хорошую расширяемость сети. К ним относятся «звезда», «иерархическая звезда», «кольцо», «дерево», «полносвязная», «пересекающиеся кольца», «ячеистая», смешанные и др. Топология ГКС «иерархическая звезда» в настоящее время является самой распространенной.

Корпоративные КС

Корпоративные сети называют также сетями масштаба предприятия. Они объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия, фирмы или организации. Они могут покрывать город, регион или даже континент. Число компьютеров может измеряться сотнями, а пользователей - тысячами. В общем случае корпоративная сеть - это объединение нескольких локальных сетей в рамках одного предприятия, организации, фирмы. Перечислим определяющие характеристики CAN:

  •  возможная (но не обязательная разнотипность компьютеров (IBM, Apple и др.);
  •  большое количество компьютеров на всех территориях одного предприятия, организации, фирмы и т.д.;
  •  расположение компьютеров на достаточно большой территории (например, в филиалах фирмы, расположенных в разных городах). Как следствие - разнообразие способов (технологий) соединения компьютеров (например, использование и кабельных, и беспроводных линий связи);
  •  в связи с тем, что корпоративная сеть может насчитывать тысячи компьютеров, расположенных на большой территории, обслуживание КС одним человеком становится невозможным. Решение вопросов данного рода осуществляется внутри каждой локальной сети, входящей в состав корпоративной;
  •  все компьютеры функционируют внутри одного предприятия или фирмы, поэтому есть возможность применять единую политику управления КС и защиты передаваемых данных, для поддержки которой предусмотрены механизмы делегирования полномочий по управлению сетью.

Способы соединения компьютеров в сеть

Большинство пользователей уверенны в том, что соединение компьютеров в сеть возможно лишь при помощи сетевого адаптера. Между тем практически любой внешний компьютерный интерфейс без особых проблем может выполнять функции сетевого.

1. Использование нуль-модемного кабеля – самый простой и древний вариант соединения двух компьютеров. Именно на таких соединениях строились первые локальные сети.

Существует два варианта такого соединения:

А) параллельное (через LPT-порт). Обеспечивает более высокую скорость передачи данных (до 2,5 Мбит/с);

Б) последовательное (через COM-порт). Обеспечивает наибольшее расстояние устойчивой связи (до 100 м), но при этом скорость обмена сильно снижается (16 Кбит/с).

Для организации соединения требуется только нуль-модемный кабель типа LPT (достать достаточно сложно) или COM (можно легко приобрести и сейчас).

Для организации обмена информацией через нуль-модем будет вполне достаточно DOS, и какого ни будь файлового менеджера, например Norton Commander (в меню которого есть пункт PORT Connection To Other PC).

2. Инфракрасный порт. Еще один сетевой ветеран, который сейчас используется для соединения мобильных устройств. Осуществляет беспроводную связь между ПК с помощью ИК-адаптеров.

ИК-адаптеры бывают как встроенными так и внешними, и в большинстве случаев обеспечивают скорость передачи данных порядка 128 Кбит/с. По сути, это беспроводное нуль-модемное соединение.

Обязательным условием обеспечения нормальной ИК-связи является отсутствие физических препятствий между двумя адаптерами соединяемых устройств. Радиус устойчивого соединения – не более 5-8 метров, при этом требуется точное наведение адаптеров друг на друга.

Сразу после обнаружения в радиусе действия другого ИК-устройства Windows запускает службу обмена файлами.

3. Просто модем. Модемы могут быть соединены как через телефонную сеть, так и напрямую – модем в модем. Максимальная скорость связи между модемами 33,6 Кбит/с, что в 4 раза медленнее скорости даже нуль-модемного соединения. Достоинством данного типа соединения является то, что с помощью телефонной сети можно соединить достаточно удаленные компьютеры и за обмен информацией по телефонной линии не потребуется оплачивать ни время, на трафик.

Помимо обмена файлами с помощью модемного соединения можно подключаться к удаленной сети, администрировать удаленную сеть, получать доступ к каналу Интернета, играть в многопользовательские игры и т.д.

4. USB-Link. Соединение компьютеров через USB-интерфейс фактически пришло на смену нуль-модемному соединению. Поскольку сам по себе порт USB сетевым не является, для соединения компьютеров необходимо использовать специальные шнуры, называемые USB-Link. Как и сам интерфейс, шнуры бывают двух типов USB 1.1 (до 12 Мбит/с) и USB 2.0 (до 480 Мбит/с).

Обмен информацией может осуществляться как через файловый менеджер, так и с помощью специального ПО обеспечивающего полную эмуляцию функций локальной сети с присвоением IP-адреса.

Недостатком данного соединения является то, что пакеты данных при их передаче затухают слишком быстро, и потому длина сетевого USB-кабеля не может быть более 20-30 м.

5. Беспроводное соединение Bluetooth. Перевод этого термина на русский язык звучит как "голубой зуб". Однако, такое название совсем не связано с сутью технологии.

Bluetooth задумывалась как средство, позволяющее максимально упростить операцию соединения в сеть компьютеров и телекоммуникационных устройств (например, мобильных телефонов).

Начало развития новой технологии пришлось на 1998 год. Компании Nokia, Ericsson, IBM, Intel и Toshiba образовали консорциум, который занялся разработкой технологии беспроводной связи, которую назвали Bluetooth.

Данная технология оказалась очень удачной, и сейчас используется во многих разработках, связанных с компьютерной техникой и мобильной связью. В первую очередь этот стандарт прижился в мобильных телефонах.

Практическая ценность Bluetooth состоит в автоматическом соединении устройств друг с другом как только они оказываются в пределах досягаемости. Здесь не надо никаких кабелей и драйверов. Нужно сделать только так, чтобы Bluetooth устройства находились достаточно близко друг к другу для образования связи.

Устройство Bluetooth представляет собой радиоприёмник и радиопередатчик, работающие на частоте 2,45 GHz. Эти частоты являются открытыми и свободными от всякого лицензирования в большинстве стран. Этими частотами и определяются возможности Bluetooth по передаче данных. Ширина канала для Bluetooth устройств составляет 723.2 кб/с в асинхронном режиме или 433.9 кб/с в полностью синхронном режиме. Если не передаются данные, то через Bluetooth соединение можно передавать до 3 аудиоканалов. Каждый из аудиоканалов поддерживает по 64 кб/с синхронному аудиоканалу в каждом направлении. Возможна и совместная передача данных и голоса.

Расстояние, на которое может быть установлено Bluetooth соединение может составлять до 100 метров. Но самое важное это то, что для Bluetooth не требуется прямой видимости или специально направленной антенны, соединение может быть установлено даже через стену.

6. Wireless USB Новая беспроводная технология, в которой используется приемник подключаемый к USB порту. Над ее созданием трудились такие компании как Intel, HP, Agere Systems, Microsoft, Philips, Samsung. По данным экспертов, данная технология способна вытеснить с рынка технологю Bluetooth.

Скорость передачи данных в сети на основе технологии Wireless USB составляет порядка 480 Мбит/с на расстоянии до 3-х метров, но пропускную способность со временем планируется наращивать до 1 Гбит/с. Максимальное расстояние для создания подключения 10 метров. При объединении в сеть до семи и более устройств задержка передачи данных составляет 20 мс, а при объелинении не более 4-х устройств, время задержки сокращается до 8 мс. Всего в сеть можно объединить до 127 устройств.

Время задержки - это такое время, за которое пакет данных доходит по каналу связи от одного адресата до другого. И время такой задержки, а так же ширина канала как раз и определяют его быстродействие.

Центральным звеном компьютерной сети на основе данной технологии является беспроводной концентратор, который обслуживает все подключаемые к сети клиентские устройства. Концентратор и подключаемые к нему клиентские устройства (127 штук) образуют кластер.

В работе Wireless USB использует скачкообразную перестройку частоты в широком диапазоне, что означает, что если в том же частотном спектре будут действовать другие кластеры, то как они не будет стараться, помех друг другу создавать не будут.

7. FireWire. Основывается на архитектуре локальных сетей, и возможность соединения компьютеров заложено в него изначально. Для соединения ПК требуется FireWire-шнур, который подключается с помощью IEEE 1394 контроллера.

Далее, с помощью возможностей ОС Windows настраивается сетевое соединение.

Главным достоинством данного соединения является высокая скорость передачи данных (до 400 Мбит/с), а основным недостатком – небольшая дальность (от 4 до 10 м).

Длину соединения можно довести до 72 – 100 м. при использовании FireWire-репитера, который усиливает сигнал.

8. Стандартная сеть на основе сетевого адаптера.

В качестве физического носителя могут использоваться различные типы кабелей: коаксиальный, витая пара и оптоволокно.

Такое соединение обеспечивает скорость передачи данных от 10 до 1000 Мбит/с, а предельная длина одного проводного сегмента – 300 м (при использовании репитера длину можно увеличить).

В настоящее время практически все производители системных плат устанавливают на свои изделия 100 мегабитные сетевые адаптеры, чуть реже более скоростные гигабитные варианты.

Сетевой кабель подключается к разъему карты с помощью коннектора RJ-45. Чип сетевой карты выполнят основные функции по кодированию информации, формированию пакетов данных и их отправки.

Если требуется соединить в сеть более двух ПК, необходимо использовать либо концентратор (Hub), либо коммутатор (Switch). Последний предпочтительнее, поскольку является интеллектуальным устройством и, в отличие от первого, не просто транслирует пакеты всем пользователям, а отправляет их точному адресату, уменьшая количество коллизий и увеличивая скорость работы сети.

9. Беспроводная сеть на базе технологии Wi-Fi

Как известно, проводная сеть в простейшем случае состоит из концентратора (Хаба) и клиентских устройств, оснащенных сетевыми адаптерами: концентратор получает пакеты от одного из устройств и транслирует их всем остальным. Беспроводная Wi-Fi-сеть (используются беспроводные адаптеры) отличается от этого проводного варианта лишь тем, что роль концентратора в данном случае выполняет так называемая точка доступа (Access PointAP (может быть любой ПК у которого беспроводной адаптер настроен специальным образом или для этого используется специальное устройство, которое так и называется – точка доступа)), обеспечивающая трансляцию пакетов всем подключенным беспроводным клиентам. Кроме того, Access Point выполняет функции моста между беспроводной и проводной сетями, объединяя компьютеры с различным способом подключения в единую локальную сеть.

Точка доступа обеспечивает одновременное подключение к сети от 15 до 254 пользователей.

Скорость передачи данных в беспроводной сети зависит от множества факторов:

  1.  конфигурации помещения;
  2.  количества и расположения клиентских устройств;
  3.  наличия объектов препятствующих распространению радиосигнала;
  4.  материала, из которого сделаны эти препятствия (например стены);
  5.  наличия источников радиопомех и т.д.

Общее правило для беспроводных сетей таково: скорость передачи данных падает при увеличении расстояния, количества препятствий и числа клиентских устройств.

Основные преимущества и недостатки организации проводной и беспроводной сетей:

Тип сети

Преимущества

Недостатки

Проводная

Высокая надежность и скорость передачи данных

  •  Длительные сроки проектирования и монтажа;
  •  Отсутствие мобильности как пользователей, так и самой сети;
  •  Сложность расширения.

Беспроводная

  •  Скорость развертывания, т.е. возможность запуска сети через несколько часов;
  •  Мобильность. Свободное перемещение пользователей в пределах досягаемости сети.
  •  Легкость перемещения сети на новое место.
  •  Простота расширения сети.
  •  Скорость передачи данных ниже, чем в проводной сети.
  •  Необходимо получить разрешение на использование полосы частот.

Логические топологии беспроводных сетей

  1.  Звездообразная. Узловой передатчик играет роль концентратора, поскольку все ПК соединяются через узловой передатчик, а не взаимодействуют друг с другом напрямую. Высокая себестоимость оборудования, но высокие скорости передачи данных.
  2.  Точка – точка. Устройства напрямую соединяются друг с другом и не требуют никаких узловых передатчиков или других устройств, подобных концентратору, для взаимодействия друг с другом. Низкая себестоимость оборудования, малое число подключаемых устройств, низкая скорость передачи данных.

Принципы передачи данных по компьютерным сетям

Пакетная передача данных

Данные обычно содержатся в больших по размерам файлах. Чтобы быстро передавать данные по сети, их  разбивают на небольшие блоки. В зависимости от типа сети их размер может меняться. Для большинства сетей от 512 байт до 4 Кбайт.

Для того чтобы операционная система на компьютере-получателе могла правильно сформировать исходный блок данных из фрагментов, полученных в произвольном порядке по сети, операционная система компьютера-отправителя к каждому такому блоку данных добавляет заголовок, содержащий специальную управляющую информацию. Он включает:

  •  адрес получателя;
  •  адрес отправителя;
  •  номер пакета в последовательности, обеспечивающий правильность сборки данных на принимающей стороне;
  •  размер блока данных.

Кроме заголовка к данным добавляется трейлер. Содержимое трейлера - это, чаще всего, информация для проверки ошибок, обеспечивающая корректность передачи данных.

Данные в совокупности с заголовком и трейлером образуют пакеты, которые после их формирования транспортируются в сети как независимые информационные блоки.

Пакет – единица информации, передаваемая как единое целое между устройствами сети.

При разбиении на пакеты скорость передачи данных возрастает настолько, что каждый компьютер в сети получает возможность принимать и передавать данные почти одновременно.

Многоуровневая архитектура компьютерной сети

Для того чтобы пользователи различных типов компьютеров могли без проблем обмениваться данными друг с другом, сетевые компоненты от разных производителей должны корректно взаимодействовать друг с другом. Поэтому еще на заре развития сетевых технологий возникла необходимость в стандартизации, и Международная организация по стандартизации предложила стандартную модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), таких сетевых систем, которые могут сообщаться с другими сетевыми системами, поскольку используют одинаковую модель связи.

OSI представляет удобную основу для понимания того, каким образом различные компоненты сети «разговаривают» друг с другом. 

Основное преимущество использования систем, соответствующих модели OSI, заключается в их гибкости. Это значит, что при изменении физической среды передачи данных, не требуется изменять всю структуру сети.

Модель OSI – широко распространенный метод описания работы сетевого программного и аппаратного обеспечения, особенностей их взаимодействия при осуществлении передачи данных по компьютерным сетям. Производители твердо придерживаются ее при проектировании сетевых продуктов.

В модели OSI весь набор функций, реализуемых сетевыми компонентами, полностью обеспечивающих обмен данными по сети, распределены между семью уровнями.

Каждый уровень реализует определенное количество функций, обеспечивая один из семи этапов обмена данными, передаваемыми по сети. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает.

Различают следующие уровни модели OSI:

7. Прикладной уровень

6. Представительский уровень

5. Сеансовый уровень

4. Транспортный уровень

3. Сетевой уровень

2. Канальный уровень

1. Физический уровень

Модель OSI

Функции уровней модели OSI

Самым верхним в иерархии является прикладной уровень. Для пользователя этот уровень является главным средством взаимодействия с сетью.

1. Одна из основных функций прикладного уровня – обеспечение обмена данными между приложениями пользователя и представительским уровнем.

Этот уровень определяет доступность прикладных задач и ресурсов для связи, синхронизирует взаимодействующие прикладные задачи, устанавливает соглашения по процедурам восстановления при ошибках и управления целостностью данных. Важными функциями прикладного уровня является управление сетью, а также выполнение наиболее распространенных системных прикладных задач: электронной почты, обмена файлами и других.

2. Представительский уровень модели OSI, получив данные от прикладного или сеансового уровня, организует их представление:

  1.  Сжатие данных. На стороне компьютера-отправителя происходит сжатие данных с целью их быстрой передачи по сети. На стороне компьютера-получателя уровень представления обеспечивает распаковку данных.
  2.  Шифрование и расшифровка данных. На стороне компьютера-отправителя осуществляется преобразование данных в закодированную форму таким образом, чтобы они не могли быть прочитаны посторонними лицами. На стороне компьютера-получателя эти данные расшифровываются.
  3.  Трансляция протоколов. Преобразование данных из формата, понятного одному протоколу, в формат, с которым могут работать другие  протоколы. Это необходимо для передачи данных между разными платформами и операционными системами.
  4.  Преобразование схем кодирования данных. Далеко не все компьютерные системы используют одну и ту же схему кодирования данных, поэтому на уровень представления данных возложены обязанности по преобразованию  между несовместимыми схемами кодирования данных, например, ASCII (американский стандартный код обмена информацией) и EBCDIC (расширенный двоичный код обмена информацией). Уровень представления данных также используется для согласования различных числовых форматов с плавающей точкой.

3. Сеансовый уровень позволяет двум приложениям на разных компьютерах устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое сеансом. На этом уровне выполняются такие функции, как распознавание имен пользователей и защита информации, необходимые для связи двух приложений в сети.

Сеансовый уровень обеспечивает синхронизацию между пользовательскими задачами посредством расстановки в потоке данных контрольных точек. Таким образом, в случае ошибки потребуется заново передать только данные, следующие за последней контрольной точкой. Этот уровень управляет диалогом между взаимодействующими процессами, то есть регулирует, какая из сторон когда, как долго и т. д. должна осуществлять передачу данных по сети.

4. Транспортный уровень реализует ряд очень важных функций:

  1.  Разбиение данных на пакеты. Транспортный уровень разбивает исходный блок данных на пакеты. Структура пакета определяется протоколом, который используют два компьютера – получатель и отправитель. На этом же уровне к пакету добавляется информация, которая помогает компьютеру-получателю восстановить исходные данные из «случайной» последовательности пакетов.
  2.  Обнаружение ошибок передачи данных. В «обязанности» транспортных протоколов входит обнаружение пакетов, которые не были корректно распознаны сетевыми устройствами и автоматическая генерация запроса на их повторную передачу;
  3.  Поддержка целостности данных. Именно этот уровень отвечает за надежную и своевременную передачу данных по сети.
  4.  Подтверждение приема данных. Эта важная функция реализуется не всеми транспортными протоколами.
  5.  Обнаружение дубликатов пакетов. Протоколы транспортного уровня отвечают за то, чтобы на сеансовый уровень поступали пакеты только в единственном экземпляре. Все дубликаты отбрасываются.
  6.  Упорядочивание пакетов, которые могли прийти в произвольном порядке. Транспортный уровень может определять первоначальный порядок пакетов и соответствующим образом упорядочить их перед передачей на сеансовый уровень.
  7.  Разрешение числовых и символьных адресов. Каждый компьютер может иметь несколько адресов. Пользователи при работе с сетью обычно используют символьные адреса, но при этом каждый ПК снабжен IP-адресом.
  8.  Пересылка данных между приложениями. Современные операционные системы являются многозадачными. Это позволяет пользователям выполнять несколько сетевых программ одновременно. Протоколы транспортного уровня отвечают за правильную пересылку данных, поступающих из сети, между приложениями. Например, если на компьютере пользователя запущен Internet Explorer и Outlook Express, то файлы с сервера электронной почты должны быть переданы Outlook Express, а Web-страницы - Internet Explorer.

5. Сетевой уровень отвечает за реализацию следующих функций:

  1.  Адресация сообщений. На этом уровне к пакету данных добавляется информация об адресах отправителя и получателя.
  2.  Маршрутизация. На сетевом уровне определяется наилучший путь от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю. Протоколы маршрутизации сетевого уровня не отвечают за доставку данных по конечному адресу, а только находят наилучший путь.

Сетевой уровень компьютера-получателя собирает доставленные пакеты и приводит их в исходное состояние.

6. Протоколы, работающие на канальном уровне, должны обеспечивать безошибочную передачу по месту назначения наборов данных, передаваемых по физическому носителю. Поскольку носителей, совершенно исключающих ошибки, не существует, в протоколах канального уровня предусмотрен механизм контроля ошибок и повторной передачи искаженных пакетов.

При использовании пакетного способа передачи данных компьютерам необходимо «договариваться» между собой о том, кто, когда и сколько данных может передать за один раз. Если компьютеры не могут решить вопросы разделения среды передачи данных, то в сети наступает хаос.

Порядок доступа компьютеров к разделяемой среде передачи данных, определяется на канальном уровне модели OSI.

На этом же уровне на компьютере-получателе необработанный поток, проходящий по физическому носителю, перехватывается и собирается в пакет для отправки вышестоящим уровням.

7. Физический уровень предназначен для передачи бит (нулей и единиц) от одного компьютера к другому. Содержание самих бит на данном уровне значения не имеет.

Физический уровень формирует сигналы, которые переносят данные, поступившие ото всех вышележащих уровней, определяется способ передачи сигналов по сетевому кабелю.

Этот уровень отвечает за кодирование данных и синхронизацию бит, гарантируя, что переданная единица будет воспринята именно как единица, а не как ноль. Наконец, физический уровень устанавливает длительность каждого бита и способ перевода бита в соответствующие электрические или оптические импульсы, передаваемые по сетевому кабелю.

На физическом уровне осуществляется передача потока бит по физической среде (например, по сетевому кабелю).

Формирование пакета данных

При пакетном способе передачи данных по сети на компьютере-отправителе из исходных данных формируются пакеты. Пакеты с данными собираются и разбираются в соответствии с моделью OSI. Процесс формирования пакета начинается на прикладном уровне модели OSI. Информация, которую надо переслать по сети, проходит сверху вниз все семь уровней, начиная с прикладного.

По мере прохождения данных по уровням модели OSI происходит их инкапсуляция.

Инкапсуляция – включение одного объекта в другой.

На каждом уровне компьютера-отправителя к блоку данных добавляется информация, предназначенная для соответствующего уровня компьютера-получателя. Например, информация, добавленная на транспортном уровне компьютера-отправителя, будет прочитана транспортными уровнем компьютера-получателя.

Когда, завершив свой путь по уровням модели OSI, пакет проходит физический уровень, он содержит информацию всех остальных шести уровней. На физическом уровне к пакету не добавляется никакого заголовка. Это связано с тем, что компьютер-отправитель и компьютер-получатель взаимодействуют на этом уровне непосредственно.

На принимающей стороне все происходит в обратном порядке по мере передачи данных от физического к прикладному уровню.

Глобальные сети. Интернет

В настоящее время при упоминании о глобальных сетях, как правило, имеют в виду Интернет. В переводе на русский Internet - объединение сетей.

 Интернет представляет собой всемирную информационную компьютерную сеть, которая объединяет в единое целое множество компьютерных сетей, работающих по единым правилам.

КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Прообраз сети Интернет был создан в конце 1960-х гг. по заказу Министерства обороны США. В то время существовало не очень много мощных компьютеров, и для проведения научных исследований возникла потребность обеспечить доступ многочисленных ученых к этим компьютерам. При этом Министерство обороны поставило условие, чтобы сеть продолжала работать при уничтожении ее части, поэтому повышенная надежность Интернета была заложена при его создании.

Днем рождения Интернета можно назвать 2 января 1969 г. В этот день Управление перспективных исследований (АRРА - Advanced Research Project Agency), являющееся одним из подразделений Министерства обороны США, начало работу над проектом связи компьютеров оборонных организаций. В результате была создана сеть ARPANET (NET - от слова network, которое в переводе означает «сеть»). В основе функционирования сети лежали принципы, на которых позже был построен Интернет.

Следующим этапом в развитии Интернета было создание сети Национального научного фонда США (NSF). Сеть, названная NSFNET, объединила научные центры Соединенных Штатов. При этом основой сети стали пять суперкомпьютеров, соединенных между собой высокоскоростными линиями связи. Все остальные пользователи подключались к сети и могли использовать возможности, предоставляемые этими компьютерами.

Сеть NSFNET быстро заняла место ARPANET, и последняя была ликвидирована в 1990 г. Развитие сети потребовало ее реорганизации, в 1987 г. был создан NSFNET Backbon - базовая часть, или хребет сети. Хребет состоял из тридцати центров, соединенных друг с другом высокоскоростными линиями связи. Центры располагались в разных частях США. Таким образом появилась сеть Интернет в США.

Одновременно были созданы национальные сети в других странах. Компьютерные сети разных стран стали объединяться, и в 1990-х гг. появился Интернет в его сегодняшнем виде.

Общая структура сети

Построение Интернета отличается от локальной сети по нескольким причинам. Во-первых, соединение компьютеров и локальных сетей между собой требует других каналов связи (прокладывать кабель между всеми компьютерами в мире - занятие дорогое и вряд ли разумное). Во-вторых, в глобальной сети объединяется множество разнотипных (порой несовместимых) компьютеров (в локальной - однотипные с совместимым программным обеспечением).

Основу, «каркас» Интернета составляют более 150 миллионов серверов, постоянно подключенных к сети, из которых в России (по данным 2002 года) насчитывается около 400 тысяч.

К серверам Интернет могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей Интернета.

Рассмотрим принцип построения сети Интернет.

Компьютер (или локальная сеть), для работы в Интернет должен быть подключен к специальному серверу, работающему в сети и предоставляющему услуги, связанные с работой в Интернет. Такой сервер, называется провайдером. Данный сервер подключен к высокоскоростному каналу связи и обеспечивает взаимодействие между компьютерами. Для связи между серверами используют: спутниковую связь, связь по оптоволоконным линиям и радиосвязь.

К преимуществам такого способа связи следует отнести прежде всего высокую скорость передачи данных, измеряемую сотнями мегабит в секунду (Mbps).

Конкретные пользователи подключаются к серверу провайдера несколькими способами.

1. Самый старый и дешевый способ подключения - с помощью модема. Модем подключается к компьютеру и телефону. Сервер провайдера также имеет модем. Связь осуществляется по телефонным каналам. Скорость передачи данных по телефонным линиям зависит от типа линии.

Различают два типа подобных линий: аналоговые (или традиционные, устаревшие) и цифровые. Первый тип линий обеспечивает небольшую скорость передачи (чуть больше 30 Кбит/с), второй - 60-120 Кбит/с. В связи с тем, что в городах России оборудование телефонных станций работает преимущественно с аналоговыми сигналами, реальная скорость передачи обычно крайне низка.

Модемный вариант подключения осуществляется двумя способами.

Первый способ предполагает двойное использование телефонной линии: как обычной телефонной, так и для организации связи между компьютерами. В этом случае для работы в Интернете следует сначала установить связь с сервером провайдера и, если у того есть свободный модем, можно начинать работать. Данная связь называется сеансовой. Оплата взимается за каждый час работы в сети. Данные передаются в аналоговом виде.

Второй способ - выделенная линия, по которой осуществляется постоянная связь между компьютерами. Данные передаются в цифровом виде. Оплата взимается только за трафик – объем принятых компьютером данных. К достоинствам данного способа можно отнести постоянную готовность компьютера (или сети компьютеров) к работе в Интернете и относительно более высокую скорость работы по сравнению с обычным подключением. Недостатками являются низкая скорость связи и более высокая стоимость по сравнению с эпизодическим модемным подключением.

2. Другой способ связи с провайдером - с помощью радиорелейной связи. Данный способ предполагает наличие специального оборудования, обеспечивающего прием и передачу сигналов по радио. Достоинством является высокая (в десятки и сотни раз больше по сравнению со связью по телефонным каналам) скорость. К недостаткам можно отнести большую стоимость как оборудования (затраты на него пока составляют несколько тысяч долларов), так и аренды канала.

3. Наиболее эффективный (по стоимости и по скорости работы) вариант - это подключение компьютера (или локальной сети) к серверу провайдера так, чтобы последний рассматривался в качестве сервера локальной сети. Если сервер провайдера находится недалеко, то подключение реализуется с помощью обычного кабеля, если далеко - с помощью оптоволоконного. В этом случае стоимость работы в сети Интернет оплачивается провайдеру в зависимости от объемов информации, проходящей по каналам конкретного пользователя.

4. И, наконец, можно вообще обойтись без провайдера, обеспечив (с помощью антенны-тарелки) связь со спутником. В этом случае пользователь сам становится как бы провайдером, а его компьютер - сервером сети Интернет. Это наиболее скоростной, но самый дорогой способ подключения.

Технология функционирования сети Интернет

Интернет представляет собой всемирную распределенную информационную базу. При работе с этой базой пользователь может запросить информацию (послать сообщение), расположенную на одном из серверов и получить ответ (сообщение).

Каждый сервер сети Интернет имеет имя. Имя строится из так называемых доменных имен. Чтобы не было путаницы, серверы на планете Земля разделены по какому-то признаку на группы, каждая из которых имеет свое имя (имена доменов первого уровня). Например, серверы, расположенные в России, имеют чаще всего доменное имя первого уровня RU (территориальный признак деления); образовательные сайты имеют доменное имя первого уровня EDU (от education) и т.д.

Для идентификации компьютеров доменных имен первого уровня недостаточно. Поэтому к этому имени добавляют доменное имя второго уровня. К серверу можно подключить еще несколько серверов. Тогда эти серверы будут иметь еще и доменное имя третьего уровня.

Доменные имена записывают справа налево (сначала доменное имя первого уровня, слева - второго и т.д.). В самой левой позиции имени записывается тип службы Интернета, которая поддерживается данным сервером - WWW, FTP и др.

Поиск информации ведется следующим образом. Например, мы хотим ознакомиться с содержанием Веб-сервера фирмы Microsoft (далее см. схему ниже).

Технология обмена информацией в Интернете

Процесс обмена информацией в сети осуществляется по специальным правилам - протоколам. Базовый протокол сети Интернет носит название TCP/IP.

На самом деле это не один, а два протокола.

TCP (Transmission Control Protocol) - это протокол транспортного уровня. Согласно этому протоколу отправляемые данные «нарезаются» на небольшие пакеты и маркируются таким образом, чтобы в нем была информация, необходимая для правильной сборки документа на компьютере получателя. После этого пакеты могут быть отправлены по разным маршрутам, а затем собраны на компьютере получателя.

IP (Internet Protocol) - адресный протокол. Данный протокол определяет способ доставки пакетов адресату. Согласно технологии использования данного протокола каждый участник всемирной сети должен иметь свой уникальный адрес (IP-адрес).

IP-адрес представляет собой набор из четырех однобайтовых чисел, например: 192.179.255.13. Структура IP-адресов организована так, что любой компьютер, через который проходит ТСР-пакет, может по этим четырем числам определить, кому из «ближайших» соседей надо переслать пакет, чтобы он оказался ближе к получателю. В результате конечного числа перебросок ТСР-пакет достигает получателя. Здесь под «ближайшими» понимается не географическая близость. В расчет принимаются условия связи и пропускная способность линии. На практике часто оказывается, что передать информацию по каналу Екатеринбург - Чикаго -Пермь можно быстрей, чем напрямую, т.е. с точки зрения сети Чикаго «ближе» к Екатеринбургу, чем Пермь.

IP-адрес содержит адрес сети и адрес ПК в данной сети. Для обеспечения максимальной гибкости в процессе распределения IP-адресов, в зависимости от количества компьютеров в сети, адреса разделяются на пять классов А, В, С, D, E.

Первые биты адреса отводятся для идентификации класса, а остальные разделяются на адрес сети и адрес ПК.

Класс А

0

Адрес сети (7 битов)

Адрес компьютера (24 бита)

Класс В

1

0

Адрес сети (14 битов)

Адрес компьютера (16 битов)

Класс С

1

1

0

Адрес сети (21 бит)

Адрес компьютера (8 битов)

Например, адрес сети класса А имеет только 7 битов для адреса сети и 24 бита для адреса компьютера, т.е. может существовать только 27=128 сетей этого класса, зато в каждой сети может содержаться 224=16777216 компьютеров.

В десятичной записи, как мы уже знаем, IP-адрес состоит их 4-х чисел, разделенных точками, каждое из которых лежит в диапазоне от 0 до 255. Например, IP-адрес сервера компании МТУ-Интел записывается как 195.34.32.11.

По первому числу IP-адреса можно определить его принадлежность к сети того или иного класса:

Адреса класса А – число от 1 до 126 (126);

Адреса класса В – число от 128 до 191 (63);

Адреса класса С – число от 192 до 223 (31).

Адреса класса D – число от 224 до 239 (15).

Адреса класса E – число от 240 до 255 (15).

Так сервер компании МТУ-Интел относится к сети класса С.

195 – адрес сети класса С, а 34.32.11 адрес компьютера в сети.

Определение маршрута прохождения информации

Скорость получения информации зависит не от удаленности Веб-сервера, а от количества промежуточных серверов и качества линий связи, по которым передается информация от узла к узлу.

Напомним, что для отправки файла через сеть Интернет, файл разбивается на мелкие части, которые нумеруются и транспортируются по сети в отдельных IP-пакетах до компьютера получателя. На компьютере получателя исходный файл собирается из отдельных частей в правильной последовательности.

Для IP-протокола, ответственного за маршрутизацию, эти пакеты никак не связаны между собой. Поэтому последний IP-пакет вполне может по пути обогнать первый IP-пакет. Может сложиться так. Что даже маршруты доставки этих пакетов окажутся совершенно разными. Однако протокол TCP дожидается первого IP-пакета и собирает исходный файл в правильной последовательности.


Сервисные службы сети Интернет

При работе в Интернет Вы используете тот или иной прикладной программный сервис - WWW, FTP, E-mail и др. Программа Microsoft Internet Explorer использует сервис WWW и FTP, а программа Outlook Express сервис E-mail.

Поэтому давайте хотя бы вкратце ознакомимся с данными сервисами Интернет.

World Wide Web – Всемирная паутина

Самая популярная из служб Интернета - это WWW (World Wide Web - Всемирная паутина). Хотя это одна из служб, ее часто отождествляют с Интернетом в целом.

Говоря о структуре сети Интернет мы выяснили, что она состоит из множества отдельных ПК. Каждый ПК имеет свой неповторимый IP-адрес. Серверы объединяются в некие логические группы, которые называются доменными зонами. Эти зоны могут быть как географическими, так тематическими. Географическая зона обозначается, как правило двумя буквами (ru - Россия, fr - Франция, jp - Япония). Тематическая зона объединяет серверы по определенным тематикам и сферам деятельности (gov – правительственное учреждение, edu – образовательное учреждение, biz – бизнес-проект).

Принадлежность сервера к той или иной доменной зоне можно легко угадать по его адресу: http://www.microsoft.com, ftp://ftp.narod.ru.

Структура всемирной паутины не слишком отличается от такой схемы. Существует ряд Веб-серверов, каждый из который имеет свое индивидуальное имя.

Наименьшей информационной единицей всемирной паутины является Веб-страница или гипертекстовый документ, совокупность которых, объединенная общей тематикой, образует Веб-сайт.

Веб-сайт – это некий обособленный, логически завершенный элемент Сети, принадлежащий какой либо организации или частному лицу и чаще всего посвященный какой либо одной теме.

 Сервер Интернета, содержащий Веб-сайты и поддерживающий WWW, называют Веб-сервером.

У каждого Веб-сайта должен быть свой адрес, но уже не цифровой, который далеко не каждый пользователь способен запомнить, а буквенный.

http://www.microsoft.com, где

http:// - это префикс, обозначающий протокол передачи текстовых документов (HyperText Transfer Protocol) подтверждает, что придется иметь дело с элементом Всемирной паутины, состоящим из гипертекстовых документов.

www – обозначает принадлежность ресурса к системе WWW (всемирной паутины).

Microsoft – имя Веб-сайта.

Все компании, и не только, создав свой Веб-сайт стремятся дать ему короткое и звучное имя, но здесь могут возникнуть проблемы. Имена сайтов задаются на английском языке, а в английском языке не так уж много слов (пара сотен тысяч) и далеко е все из них подходят для имени сайта, а самих сайтов – многие миллионы.

Именно по этому из-за выгодных имен в Интернет часто разгораются целые виртуальные войны, которым в реальной жизни сопутствуют громкие судебные процессы.

Буквально через год после рождения Всемирной паутины предприимчивые пользователи обнаружили, что самые простые словечки, зарегистрированные в качестве адресов Интернет, могут принести им миллионы долларов. Таким образом, «захват» выгодных имен для последующей перепродажи превратился в распространенный вид бизнеса, называемый «киберсквоттингом». Жертвами сквоттеров, уводящих адреса сайтов прямо из-под носа их потенциальных обладателей, пали уже тысячи компании.

Теперь, к примеру, будущей эстрадной звезде приходится регистрировать адрес для своего сайта едва ли не раньше, чем будет записана первая песня.

С именами Веб-сайтов бывают различные недоразумения. Например, питательная компания McDonalds: возжелав зарегистрировать свой сайт, с удивлением обнаружила, что адрес уже занят неким господином МакДональдом, разместившим по этому адресу свою собственную персональную страничку. Другая ситуация, произошедшая с корпорацией Microsoft: к моменту выпуска новой операционной системы Windows 2000 оказалось, сто адрес http://www.windows2000.com вполне законно зарегистрировал владелец маленькой фирмы по производству окон. Во всех этих случаях дело заканчивалось обоюдным удовлетворением сторон: бывшие хозяева получали солидную сумму денег, а компании – искомые «говорящие» имена.

com – доменная зона.

Часто помогает смягчить ситуацию с нехваткой свободных имен. Около 70% всех сайтов расположено на «территории» домена .com, поэтому не стоит забывать про другие домены – ведь имя, которое уже официально зарегистрировано в домене .com, может оказаться свободным в домене .net.

Таким образом, под одним и тем же именем могут скрываться несколько различных сайтов. Например, http://www.software.com; http://www.software.net; http://www.software.ru.

Крупные компании, как правило, предпочитают регистрировать свои сайты сразу в нескольких доменных зонах (например, http://www.intel.com и http://www.intel.ru).

Работая с Интернет, вы работаете, прежде всего, с Веб-страничками, а не сайтами, каждый раз выводя на экран одну из них. Являясь частью сайта, каждая страничка в то же время способна функционировать самостоятельно. У каждой есть свой, собственный адрес, например: http://www.olmapress.ru/index.html.

При наборе адреса странички следует обращать внимание на регистр букв в той его части, которая указывает на конкретный документ. Имя сайта может набираться и большими и маленькими буквами, а вот в имени конкретного документа регистр букв может быть очень важен.

Обычно все адреса Веб-сайтов и отдельных страничек пишутся маленькими, строчными буквами.

Гиперссылки

Всемирная паутина устроена очень сложно, миллиарды единиц текстовой, графической, мультимедийной информации. Однако, хранение этой информации одно, а предоставление возможности быстрого доступа к ней, совсем другое.

Решением этой проблемы стала идея гипертекста и гиперссылок, на которой, собственно, и был построен весь Интернет. Данная идея возникла еще в 1968 году, но в жизнь воплотилась только через 24 года.

Наличие на Веб-страницах такого элемента как гиперссылка, делает всемирную паутину – Паутиной, связывая воедино все ресурсы сети.

Каждая гиперссылка состоит из двух частей:

1. Одна из них видимая, предназначенная для глаз пользователя. Представляет собой фрагмент текста, небольшой значок или иллюстрацию некоторым образом выделенную среди остальных объектов Веб-страницы (подчеркивание, цвет, изменение внешнего вида курсора при наведении мыши на данный объект).

2. Вторая часть – это адрес, указывающий, куда именно пользователь должен перейти после щелчка мыши по гиперссылке. Этот адрес называется универсальным указателем ресурса или URL.

 Универсальный указатель ресурсов (URLUniversal Resource Locator) включает в себя протокол доступа к документу, доменное имя или IP-адрес сервера, на котором находится документ, а так же путь к файлу и имя файа.

Просмотр Веб-страниц осуществляется с помощью специальных программ просмотра – браузеров. В настоящее время существует достаточное количество таких программ – Internet Explorer, Netscape Communicator, Opera, Mozila.

FTP - передача файлов

Еще  один  широко распространенный сервис Интернет – FTP (File Transfer Protocol). Расшифровывается эта аббревиатура как протокол передачи файлов, но при рассмотрении FTP как сервиса Интернет имеется в виду не просто протокол, но  именно сервис - доступ к файлам в файловых архивах.

FTP - стандартная программа, работающая по протоколу TCP, всегда поставляющаяся с операционной системой. Ее исходное предназначение - передача файлов между разными компьютерами, работающими в сетях TCP/IP. На одном  из  компьютеров работает программа-сервер, на втором пользователь запускает программу-клиента, которая соединяется с сервером и передает или получает по протоколу FTP файлы.

Протокол FTP оптимизирован для передачи файлов. Данная черта и послужила причиной того, что программы FTP стали частью отдельного сервиса Интернет. Дело в том, что сервер FTP можно настраивается таким образом, что соединиться с ним можно как под специальным именем и паролем, обеспечивающими доступ ко всей информации хранящейся на сервере, так и под условным именем anonymous - аноним. Тогда Вам становятся доступна не вся файловая  система  компьютера, но некоторый набор файлов на сервере, которые составляют содержимое сервера anonymous FTP - публичного  файлового  архива.

Итак,  если  кто-то  хочет  предоставить  в  публичное  пользование  файлы с информацией, программами и прочим, то ему достаточно организовать  на  своем компьютере,  включенном  в  Интернет,  сервер  anonymous  FTP.  Сделать  это достаточно  просто,  программы-клиенты  FTP  есть   практически   на   любом компьютере  -  поэтому  сегодня  публичные  файловые  архивы  организованы в основном как серверы anonymous  FTP.  На  таких  серверах  сегодня  доступно огромное  количество информации и программного обеспечения. Практически все, что может быть предоставлено публике в  виде  файлов,  доступно  с  серверов anonymous   FTP.   Это   и   программы   -   свободно   распространяемые   и демонстрационные версии, это и мультимедиа, это,  наконец  просто  тексты  - законы, книги, статьи, отчеты.

Несмотря на распространенность, у FTP  есть  и  множество  недостатков.

  •  Программы-клиенты  FTP могут быть не всегда удобны и просты в использовании.
  •  Не всегда можно понять, ту ли информацию вы нашли.
  •  Нет простого и универсального средства поиска на серверах FTP.
  •  Программы FTP довольно стары.
  •  Серверы   FTP нецентрализованы, и это несет свои проблемы.

Несмотря на все это, серверы FTP сегодня -  стандартный  путь организации   публичных   файловых  архивов  в  Интернет.

FTP - сервис прямого  доступа,  требующий  полноценного  подключения  к Интернет, но возможен и доступ через электронную почту - существуют серверы, которые  могут  прислать  Вам  по  электронной  почте файлы с любых серверов FTP. Однако это может быть  весьма  неудобно,  так как  такие  серверы сильно  загружены, и Ваш запрос может долго ждать своей очереди. Кроме того, большие файлы при отсылке делятся сервером на части  ограниченного  размера, посылаемые  отдельными  письмами - и если одна часть из сотни потеряется или повредится при передаче, то остальные 99 тоже окажутся ненужными.

Электронная почта

Электронная почта (e-mail) наиболее частый сервис в Internet'e. По принципу работы она сильно напоминает обычную почту. Все достоинства и недостатки обычной почты присущи и электронной почте. Обычной почтой может пользоваться любой человек, так и электронной почтой может пользоваться любой желающий. Для отправки и получения электронной почты используется специальная программа Outlook Express.

Ваш адрес, как и адрес любого другого пользователя, детально описывает кто он (она) и где он (она) находятся в сети. Электронная почта находит адресата благодаря уникальности его адреса, который распознается каждым компьютером в сети. Абсолютно каждый компьютер понимает общую структуру адресов e-mail, которая носит название DNS (domain name system - система доменных имен). Именно DNS, определяет каждого человека на каждом компьютере в сети, в любом его узле, в каждой организации, подключенной к Internet.

В общем, виде Internet-адреса представляется, например как: klimov@mail.ru здесь: klimov - учетное имя пользователя, mail.ru - имя почтового сервера. Крайний справа элемент в адресе называется доменом верхнего уровня (top level domain).

В случае обычной электронной почты часто невозможно определить получил ли адресат ваше послание. Обычный сервис не предусматривает подтверждения приема почтового сообщения. Если Ваше письмо вернулось к Вам, внимательно изучите сообщение об ошибке, которым сопровождается текст письма.

  •  User Unknown - сообщение было получено компьютером, но не соответствовало имени пользователя. Обычно вызывается опечаткой или ошибкой в адресе.
  •  Host Unknown - адрес почтового сервера ошибочен. Проверьте его написание.
  •  Network Unreachable - ошибка вызвана проблемами в сети.

Одно из основных правил - не доверяйте электронной почте своих секретов. Учитывайте, что и в случае обычной почты за секретность нужно платить.

PAGE  27


EMBED Word.Picture.8  

EMBED Word.Picture.8  

EMBED Word.Picture.8  

При поиске сервера запрос, содержащий его доменное имя (Microsoft.com),  поступает на DNS-сервер провайдера, который переадресует его на DNS-сервер  самого первого уровня

В таблице первого уровня идет поиск требуемого домена (com) и запрос адресуется на DNS-сервер второго уровня, который содержит перечень доменов второго уровня, зарегистрированных в домене com.

Таблице второго уровня будет найден домен Microsoft и запрос будет переадресован на DNS-сервер третьего уровня . В таблице третьего уровня будет найдена запись, соответствующая доменному имени, содержащемуся в запросе. После этого начнется поиск ПК в сети по его IP-адресу.

1

2

3

EMBED Word.Picture.8  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4274. Access. Программирование на VBA. Профессиональная обработка ошибок 450 KB
  Access. Программирование на VBA. Профессиональная обработка ошибок. Признаком профессионального приложения является наличие возможности обработки ошибок. Если приложение не особенно элегантно обрабатывает ошибки, пользователи будут разочарованы вне ...
4275. Программирование на VBA. Оптимизация приложений 279 KB
  Программирование на VBA. Оптимизация приложений. Оптимизация приложения представляет собой тему для бесконечного обсуждения и споров между разработчиками. Всем нужны оптимальные решения, но что же точно означает термин оптимальный? Одни полагают, ...
4276. Знакомство со средой разработки Visual C# 209.5 KB
  Знакомство со средой разработки VisualC# Цели работы: Получение навыков работы со средой разработки Visual Studio 2008. Создание первой программы на языке C# в VisualStudio 2008. Указания к работе: Запустите Visual...
4277. Вычисление арифметических выражений 327 KB
  Цель работы Освоить ввод/вывод чисел в С# Освоить правила записи и вычисления сложных арифметических выражений с использованием стандартных математических функций научиться пользоваться встроенной справочной системой С# на примере математически...
4278. Обработка одномерных массивов на примере алгоритма сортировки и поиска 312.5 KB
  Работа с одномерными массивами. Указание к работе А) Разработать и отладить программу, в которой реализовать алгоритмы сортировки и поиска в соответствии с заданием. Определить время работы програ...
4279. Обработка матриц. Методические указания к лабораторной работе 98 KB
  Приобретение и закрепление навыков работы с двумерными массивами (матрицами). Теоретический материал Большинство вариантов индивидуальных заданий требует реализации типовых алгоритмов, выполняющих обработку прямоугольной матрицы по...
4280. Уровни языков программирования. Язык C# 344 KB
  Уровни языков программирования Языки программирования могут быть подразделены на три общих типа: Машинные языки – понимаются компьютером Ассемблерные языки (языки низкого уровня) Языки высокого уровня – удобны для програм...
4281. Розробка та графічне подання алгоритмів з використанням середовища Visual Paradigm for UML 669 KB
  Розробка та графічне подання алгоритмів з використанням середовища Visual Paradigm for UML Мета роботи: Отримати практичні навички роботи з розробки та графічного подання алгоритмів з використанням середовища візуального моделювання Visual Paradigm ...
4282. Условные операторы и операторы цикла языка С++ 125 KB
  Условные операторы и операторы цикла языка С++ Цель работы Создать программу, которая вычисляет значения функции заданного диапазона необходимо организовать ввод границ интервала, значения n, шаг аргумента. Программа должна содержать такие части:...