Билет №22. Локальные и глобальные компьютерные сети. Адресация в сетях.
Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.
Локальная компьютерная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании техникума могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).
В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.
Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе серверов. Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Межд 
у собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.
Топология сети. Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.
В топологии «шина» все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), а в топологии «звезда» — имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.
Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.
В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности. В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. При выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца. Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.
Глобальная компьютерная сеть Интернет.
Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.
В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).
Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети.
К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.
Локальные и глобальные компьютерные сети
Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров и разного рода устройств, которые обеспечивают обмен информацией в сети без использования каких-либо промежуточных носителей данных.
Создание первых компьютерных сетей было вызвано потребностью пользователей доступа к одной и той же информации вне зависимости от их расположения. Такие сети обеспечивают быстрый обмен информацией между клиентами системы, а также совместную работу над периферийными устройствами в одной компьютерной сети, вплоть до одновременной обработки документов.
Различия компьютерных сетей
Компьютерные сети можно различать исходя из некоторых особенностей и характеристик. Например:
- размер сети (количество подключенных устройств);
- скорость обмена информацией;
- тип среды передачи данных.
Сеть может быть как небольшой, на несколько устройств в условиях домашнего или офисного использования, так и огромной корпоративной сетью, которая охватывает несколько предприятий огромной корпорации и отвечает за многие процессы организации.
По скорости обмена информации компьютерные сети делятся на высоко-, низко и среднескоростные. По типу среды передачи данных они могут быть коаксиальными и оптоволоконными. В первом случае используется витая пара, а во второй — информация передается по радиоканалам в инфракрасном диапазоне.
Локальные компьютерные сети
Локальной сетью называется компьютерная сеть, которая объединяет устройства в одном помещении (как правило, небольшое количество соединяемых устройств).
Хорошим примером локальной сети является компьютерный класс в школе. Компьютеры соединяются между собой для получения дополнительных возможностей и для возможности передачи управления устройствами в сети всем компьютерам данной сети.
В таких сетях, как правило, безопасность не является проблемой и все компьютеры имеют равные права доступа. Каждый пользователь сам выбирает какие разделы будут доступны извне, а какие нет.
Сети, в которых компьютеры имеют одинаковые права называются одноранговыми.
Если в локальной сети количество устройств переваливает за десяток, производительность компьютерной системы может быть слишком низкой. Для решения такой проблемы выделяются специальные компьютеры, которые будут использоваться для хранения файлов или приложений. Они называются серверами.
Данную сеть уже нельзя назвать одноранговой, так как она использует клиент-серверную архитектуру.
Глобальные компьютерные сети
В случаях, когда локальной сети недостаточно, возникает потребность использовать глобальные компьютерные сети. Например, когда необходима передача данных из одного устройства на другое, но они находятся в разных городах. В таких случаях организовать подобного рода локальную сеть уже не представляется возможным. Для таких целей следует использовать глобальную компьютерную сеть.
Первая такая сеть была создана в 1969 году в США и называлась ARPAnet. Она объединяла компьютеры в министерстве обороны и ряде других организаций. Она имела довольно узкое предназначение — поддержание связи в случае нападения, а также обмен информацией. Успех данного проекта повлек за собой создание новых и новых глобальных компьютерных сетей, которые в скором времени переросли в известную на сегодняшний день глобальную сеть Internet.
Интернет — это так называемая “сеть сетей”. Это глобальная компьютерная сеть, которая объединяет в себя множество локальных, региональных и корпоративных сетей. Такая сеть включает в себя миллионы устройств по всему миру. На сегодняшний день доступ в интернет предоставляют не только компьютеры, но и многие другие устройства — от телефонов и планшетов, вплоть до холодильников и кофеварок.
Глобальная компьютерная сеть интернет позволяет за считанные секунды обмениваться огромными объемами данных и общаться пользователям в сети. Для связи с разными компьютерами в сети интернет необходимо знать определенный уникальный адрес. Это может быть или ІР-адрес или DNS — адрес.
ІР адрес состоит из четырех блоков чисел, разделенных между собой точками. Например: 127.0.0.1. Каждое число из этих четырех может принимать вид от 0 до 255. Это гарантирует наличие около 4х миллиардом уникальных адресов.
DNS (domain name system) адрес отличается от IP адреса. В отличие от числового вида, который используют компьютеры, здесь используется буквенное или даже словесное представление того или иного адреса. Все потому, что ІР адрес является сложным для запоминания. Для этого было разработано специальную систему доменных имен. Она включает в себя буквенные выражения, которые разделяются между собой точками.
Примером такого названия является google.com. Ввод такого адреса вызывает перенаправление на определенный сервер имен, где по нему достается определенное значение привычного для компьютера ІР адреса.
Глобальные сети позволяют наладить связь между компьютерами в разных точках мира и ежедневно используются миллионами пользователей. Это хорошо налаженная система, которая позволяет производить практически мгновенных обмен данными на большие расстояния. С развитием технологий скорость интернета размером в 1 Гбит/сек для рядового пользователя уже не является чем-то сверхъестественным, хотя еще несколько лет назад такие скорости достигались только в хорошо организованных компьютерных сетях.
Использование и востребованность интернета в разных сферах жизнедеятельности повлекло за собой еще большее его развитие. С каждым годом его возможности, как и количество пользователей и компьютеров в сети, возрастают. Растет скорость и пропускная способность компьютерных сетей. Передача серьезных объемов данных, информации и файлов занимает доли секунды, в то время, когда все эти возможности доступны для любого пользователя. Огромные объемы информации доступны для обмена пользователями и позволяют людям из любой точки мира иметь доступ к разным книгам, учебным материалам и пособиям.
Казалось бы, в условиях такого развития глобальной сети Интернет, потребность в локальных сетях пропадает. Но это не так. Есть некоторые цели, для которых они востребованы до сих пор.
Например, использование глобальной сети Интернет в условиях работы некоторых крупных корпораций или предприятий по тем или иным причинам или даже из соображений безопасности не может быть осуществлено. Но обмен информацией между участниками сети все еще требуется. А это значит, что для таких систем подходят только локальные сети. Чаще всегда в таких сетях используется один компьютер, подключенный к глобальной сети Интернет, а остальные подключены к нему. Этот компьютер (сервер) выполняет роль руководителя в этой сети и определяет, что и какой ПК в ней может делать. При каких обстоятельствах он может получить доступ к глобальной сети и может ли он это сделать вообще.