Рис. 4.1.1. Иерархия компьютерных сетей
Раздел 4. ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ. СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Тема 4.1. Локальные сети
4.1.1. Компьютерные сети: назначение, основные понятия
Компьютерные сети создаются для того, чтобы дать территориально разобщённым пользователям обмениваться информацией между собой, совместно использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы.
Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.
Необходимость внедрения электронной почты, стремление коллективного использования разнообразных баз данных и аппаратных средств потребность в проведении дискуссий и оперативных совещаний без отрыва от рабочих мест, стремление повысить оперативность получение (свежее) информации подталкивает пользователей к подключению своих ЭВМ к сетям.
Вычислительные сети чаще всего подразделяются на три вида: локальные, региональные, глобальные и имеют иерархическую структуру (рис. 4.1.1).
Глобальные вычислительные сети объединяют абонентов расположенных в различных странах на различных континентах. Глобальные сети позволяют решать проблемы объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам. Глобальные вычислительные сети всего мира объединены между собой с помощью Интернета.
Региональные вычислительные сети связывают абонентов расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов расположенных в пределах большого города, экономического региона отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки, сотни километров.
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) это такая вычислительная сеть, в которой компьютеры с подключенными к ним периферийными устройствами расположены в географически ограниченном пространстве, чаще всего в пределах промышленного или коммерческого предприятия, банка библиотеки, научной организации, учебного заведения и т.п.
Потенциальность такой сети можно ограничивать пределами 2 км – 2,5 км.
Сети характеризуются структурой (топологией). Под структурой локальной сети понимают определённый способ (конфигурацию) соединения ЭВМ линиями связи. Известны следующие структуры: шинная, кольцевая, звёздная, древовидная.
Шинная топология характеризуется общедоступной линией связи (рис. 4.1.2). Для нее характерны низкая стоимость подключения новых ЭВМ, простота управления, высокая гибкость и возможность простого расширения сети.
В кольцевой структуре сети (рис. 4.1.3) ЭВМ соединены друг с другом однонаправленной замкнутой линией связи. Такая структура требует более сложного управления, а включение новой ЭВМ приводит к временному разрыву кольца и прекращению работы сети.
Звездная топология (рис. 4.1.4) предполагает наличие центрального компьютера (сервера), с которым связываются остальные ЭВМ (рабочие станции, клиенты). Сервер управляет сетью, определяет маршрут передачи сообщений. По основным характеристикам звездная структура уступает шинной. В частности, ее применение требует повышенных затрат на прокладку линий связи.
Древовидная структура (рис. 4.1.5) выглядит в виде ели, расширяющейся к низу. Отказ одного компьютера приводит к отказу лишь одной ветви, поэтому эта структура более надежна, чем кольцевая.
В зависимости от организации взаимодействия элементов локальные сети бывают:
1. Одноранговыми (любая рабочая станция в одноранговой сети может выступать по отношению к другой станции как клиент или как сервер).
2. С выделенным сервером (в сети с выделенным сервером все клиенты общаются с центральным сервером).
Таким образом, для создания ЛВС необходимо сделать определённые материальные затраты (приобрести адаптеры, кабель, сетевую ОС, выполнить монтаж, настройку и т.д.). Однако стоимость этих затрат оказывается меньше по сравнению с экономией которая образуется из-за уменьшения числа приобретаемых лазерных принтеров, накопителей на оптических дисках дорогих винчестерах, а так же за счёт появления новых возможностей быстрой и надёжной передачи информации на значительные расстояния.
Вопросы для повторения 4.2.1. Сеть Internet: структура, адресация, протоколы передачи
Глобальные вычислительной сети всего мира объединены между собой с помощью Интернета. 4.2.2. Основные услуги компьютерных сетей
Глобальные компьютерные сети представляют пользователям разнообразные услуги. Дадим краткую характеристику службам, которые функционируют в современной глобальной сети Internet. Каждая служба (услуга) поддерживается своими правилами работы (протоколами).
WWW - часть глобальной сети Интернет, один из множества видов услуг. Word Wide Web (WWW) - гипертекстовая информационно-поисковая система в Интернете, называемая Всемирной паутиной. Информация размещается на отдельных компьютерах, называемых www серверами или web-серверами. С помощью гипертекстовых ссылок, встроенных в документы www, пользователь может переходить от документа к документу, от сайта к сайту, от сервера к серверу.
FTP(File Transfer Protocol) - протокол передачи файлов. Даёт возможность обмениваться двоичными и текстовыми файлами между компьютерами . Это один из самых "древних" прикладных протоколов ,т.к. одной из первых потребностей пользователей ЭВМ и программистов стала пересылка интересующих программ и документов.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - этот протокол используется для передачи электронной почты (E-mail) между компьютерами интернета.
Usenet-распределенный дискурсионный клуб, телеконференции, группы новостей ( News ). Услуга поддерживается протоколом NNTP ( Net News Transfert Protocol )
IRC (Internet Relay Chat) - чрезвычайно популярная служба интернета. IRC позволяет пользователям общаться друг с другом, подключившись к одному серверу IRC. Беседа ведется в реальном времени путем набора своих реплик на клавиатуре. Реакция собеседника следует мгновенно. Этот вид услуг порой называют чатом или "болтушкой". Этот вид услуг пользуется большой популярностью у студентов и молодых людей.
ICQ (произносится Ай Си Кью ) - Интернет-пейджер, который, в отличие от обычного пейджера, позволяет вести не односторонний, а двусторонний обмен информации в реальном масштабе времени.
Internet Phone (телефония) - быстро развивающийся новый вид услуг использующий принцип голосовой связи. Речь преобразуется в цифровой файл и передается по сети в виде обычного набора электронных пакетов. С помощью этой услуги возможно передача голоса, видеоизображения, обмен текстовыми сообщениями, совместное использование графического редактора, обмен файлами.
Интернет-радио-служба, позволяющая прослушивать сотни радио-станций, ведущих вещание в Интернете. Отличительной особенностью этой услуги является возможность выбора станций с учетом языка вещания, тематики, музыкального стиля и т.д.
1. Для чего предназначены вычислительные сети?
2. Как подразделяются вычислительные сети?
3. Какую структуру имеют вычислительные сети?
4. Какие вычислительные сети называют глобальными?
5. Что связывают региональные вычислительные сети?
6. Какая вычислительная сеть называется локальная?
7. Какие локальные сети называют одноранговыми?
8. Что представляет собой сеть с выделенным сервером?
Интернет (Internet) - всемирная информационная компьютерная сеть. Представляет собой объединение множества региональных компьютерных сетей и компьютеров, обменивающихся друг с другом информацией по каналам общественных телекоммуникаций (телефонной, радио и спутниковой связи). Интернет появился в конце 70-х - начале 80-х годов в результате постепенного объединения с помощью средств телекоммуникаций, компьютерной сети Министерства обороны США, сети Национального научного фонда правительства США, региональных и даже локальных вычислительных сетей. Согласно официальным данным, в период с 1989 по1995 гг. сеть Интернета росла ежегодно удваивая свои размеры. В настоящее время сеть перешла на коммерческую основу, однако формально ее контролирует общественная организация ISOC (Internet SOCiety).
Входящие в Интернет компьютерные сети взаимодействуют с помощью установленных в Интернет протоколов TCP/IP, которые позволяют связывать между собой компьютеры различной архитектуры, производимые разными фирмами. Под словом Интернет обычно подразумевают физический уровень сети, т. е. аппаратное обеспечение, состоящее из компьютеров, кабелей и других устройств передачи данных.
Работу в Интернет обеспечивают базовые программные средства. Они осуществляют поиск нужной информации в архивах, размещенных внутри Интернет, перемещают файлы из компьютера в компьютер, обеспечивают вход в другие компьютеры, доступ к множеству серверов и баз данных. С помощью аппаратных и программных средств Интернет предоставляет пользователю различные информационные услуги, среди которых электронная почта, службы электронных объявлений, телеконференций и рекламы.
С начала 90-х годов в Интернета существует сервис, называемый Всемирной паутиной (World Wide Web). Технология World Wide Web позволяет на основе гипертекста и гипермедиа создавать и хранить информацию в форме документов Web и просматривать все документы Web, хранящиеся в компьютерах глобальной сети, через систему связывающих их ссылок. Подключить компьютер к Интернету и стать пользователем электронной почты, Всемирной паутины и других услуг Интернета помогают поставщикам сетевых услуг (провайдеры).
Глобальная сеть Интернет представляет собой совокупность узлов, объединенных между собой каналами связи. Каждый узел содержит один или несколько мощных компьютеров - серверов. Такой узел называется хостом. Управляет узлом его собственник - организация, которая называется провайдером или поставщиком услуг Интернета.
К узлам подключаются пользователи - локальные вычислительные сети и отдельные клиенты.
Для повышения оперативности получения пользователями информации используют зеркало - сервер, который является копией другого популярного, но далеко расположенного сервера. Зеркало используется для снижения нагрузки в сети и повышения скорости передачи информации.
Прокси - сервер - компьютер, который используется для снижения нагрузки в сети и повышения нагрузки в сети и повышения быстродействия. На прокси - сервере непродолжительное время хранится информация, к которой пользователи проявляют повышенный интерес. Если какой – либо пользователь недавно просматривал Web - страницу, которую решил посмотреть второй пользователь, то ему она будет предана с прокси - сервера. Внешне второму пользователю будет казаться, что связь установлена с первоисточником информации. Прокси - сервером может быть любая ЭВМ, на которую установлена программа прокси - сервер.
Интернет объединяет сети, работающие по разным правилам. Для согласования этих правил (протоколов) служат устройства-шлюзы.
Шлюз - это программно-аппаратное средство, соединяющее разнородные сети, несовместимые иным способам. Шлюз преобразует данные для обеспечения совместной работы разных сетей.
Серьёзной проблемой при работе в сети является защита информации от несанкционированного доступа. По этой причине локальные сети банков, оборонных предприятий, коммерческих фирм защищают от проникновения в них со стороны Интернета. Для этих целей используют брандмауэр.
Брандмауэр - аппаратно-программное средство (межсетевой экран), которое предотвращает несанкционированный доступ (вход) в защищаемую сеть. Брандмауэр фиксирует все "незаконные" попытки доступа к информации и сигнализируют о ситуациях, требующих немедленной реакции.
Браузерами называются программы, которые считывают данные (документы) с удалённых компьютеров-серверов, а затем демонстрируют их на компьютерах-клиентах. Термин "браузер" происходит от английского слова browse, озночающею "просматривать книгу". Русскими словами, которые могли бы заменить этот термин, являются: навигатор, просмотрщик, исследователь, средство доступа. Первоначально браузеры предназначались для обработки информации по протоколу http-просмотр гипертекстовых документов во Всемирной Паутине (word wide web).Однако в настоящее время браузеры всё больше становятся универсальными клиентами, берущими на себя роль программ, получающих файлы, ведущих телеконференции, приём радиопередач и т. д. К наиболее популярным браузерам относят Internet Explorer, Opera и др.
Следует заметить, что Интернет - подвижная, быстро изменяющаяся структура, конфигурация которой зависит от множества факторов. Потому нарисовать достоверную схему соединения множества узлов принципиально невозможно. Соединения могут быть самыми разнообразными: региональные провайдеры могут соединяться соединятся между собой, зеркала могут устанавливаться в любом месте, отдельные пользователи могут подключаться к любому провайдеру т.д.
Подключение к сети даёт возможность территориально разобщённым пользователям обмениваться информацией между собой, совместно использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы, повысить оперативность получения свежей информации и ещё массу преимуществ. Всё это подталкивает пользователей к подключению своих ЭВМ к сетям.
WWW - часть глобальной сети Интернет, один из множества видов услуг. WWW предоставляет доступ к распределенной базе данных с помощью Интернета и гиперссылок.
В основе распределённой базы данных WWW лежит гипертекстовая технология. В книгах и статьях текст представляется в виде набора символов, которые читаются последовательно от начала до конца документа. Гипертекстовая технология заключается в том, что текст делится на фрагменты (блоки). Между фрагментами устанавливаются связи, которые при необходимости позволяют быстро перейти к блоку, расположенному далеко от просматриваемого текста. Например, можно вернуться назад или, наоборот, "заглянуть" вперёд.
Выбирая связи по ассоциации (по смыслу или по желанию), можно читать гипертекст в порядке, наиболее удобном для пользователя. Переход от блока к блоку осуществляется скачком с помощью гиперссылки. Гиперссылка - специальным образом выделенным фрагмент гипертекста (или графический объект), который содержит невидимый для пользователя указатель на другой сервер, другой web-страницу или фрагмент.
Web-страницей называется наименьший документ сети, имеющий свой доменный адрес.
Сайтом называется группа web-страниц, размещённых на одном сервере и объединённых по какому-либо признаку (например, с учётом тематики: спорт, музыка, наука и т.п.).
Web-портал - это Web-сайт, предоставляющий пользователям комплекс услуг сети Интернет, среди которых: поисковая система, предлагающая широкий выбор тем для поиска в World Wide Web; электронная почта служба разговоров; справочная служба, позволяющая получить, например, метеопрогноз, котировку валют и т. п.; индивидуальная подписка на новости по различной тематике; форум пользователей; баннерная реклама и т. д. Обычно портал в той или иной степени отражает круг интересов его авторов или владельцев и собирает "вокруг себя" более или менее постоянное множество пользователей, для которых он служит как бы входом во Всемирную паутину.
