Глобальная компьютерная сеть интернет топология

27. Топология глобальной вычислительной сети

Расширение локальных сетей как базовых, так и комбинированных топологий из-за удлинения линий связи приводят к необходимости их разделения и создания распределенных сетей, в которых компонентами служат не отдельные компьютеры, а отдельные локальные сети (иногда называемые сегментами). Узлами коммутации таких сетей являются активные концентраторы (К) и мосты (Мст) – устройства, передающие линии связи и одновременно усиливающие проходящие через них сигналы. Мосты еще и управляют потоками данных между сегментами сети.

При соединении компьютеров или сетей, удаленных на большие расстояния, используются каналы связи и устройства коммутации, которые называются маршрутизаторами (М) и шлюзами (Ш). Маршрутизаторы взаимодействуют друг с другом и соединяются между собой каналами связи, образуя распределенный магистральный канал связи. Для согласования параметров данных (форматов, уровней сигнала, протоколов и т.д.), передаваемых по магистральному каналу связи, между маршрутизаторами и терминальными абонентами включаются устройства сопряжения (УС). Терминальными абонентами называют отдельные компьютеры, локальные или распределительные сети, подключенные через маршрутизаторы к магистральному каналу.

При подключении к магистральному каналу ВС, которые невозможно согласовать с помощью стандартных устройств сопряжения, используют шлюзы. Таким образом возникает глобальная сеть.

Глобальные сети могут объединяться между собой через маршрутизаторы магистральных каналов, что приводит к созданию мировой информационно-вычислительной сети. Разработка сетей осуществляется на основе базовой эталонной модели – стандарт 7498. Международной организацией стандартов в 1979 г. было достигнуто соглашение базовой модели – это модель взаимодействия открытых систем ВОС, которая состоит их 7 уровней:

1. Физический – установка, поддержка и разъединение физического канала. 2. Канальный – управление передачей кадров, контроль данных, обеспечение прозрачности и проверка состояния информационной системы. 3. Сетевой – управление коммуникационными ресурсами, маршрутизация пакетов. 4. Транспортный – управление информационными потоками, организация логических каналов между процессами. 5. Сеансовый – организация поддержки и окончания сеансов связи. 6. Представительный – генерация и интерпретация команд взаимодействия процессов. 7. Прикладной – вычислительные, информационно-поисковые и справочные процессы.

Основными понятиями модели являются: система, прикладной процесс, протоколы и уровни.

28. Глобальная сеть internet: структура, характеристика и способы работы

Интернет – это глобальная информационная система, которая:

• 1) логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на интернет-протоколе (IP) или на последующих расширениях или преемниках IP;
• 2) способна поддерживать коммуникации с использованием семейства Протокола управления передачей/интернет-протокола (TCP/IP) или его последующих расширений других IP-совместимых протоколов;
• 3) обеспечивает, использует или делает доступной, на общественной или частной основе, высокоуровневые сервисы, надстроенные над коммуникационной и иной связанной инфраструктурой.

Структура и способы подключения к INTERNET:

• Пользователе подключаются к сети через компьютеры специальных организаций, которые называются ПРОВАЙДЕРАМИ.
• В настоящее время существует два способа подключения к глобальной сети: 1) подключение при помощи телефонного канала или модемная связь; 2) подключение через выделенную линию.

Подключение с помощью мобильного телефона:

• 1. WAP – протокол беспроводных приложений;
• 2. GPRS – это технология беспроводной пакетной передачи данных, обеспечивающая постоянный доступ к ИНТЕРНЕТУ. Существует три класса: Класс А, Класс В, Класс С.

Подключение по выделенной линии:

Это канал связи, который напрямую связывает компьютер с провайдером.

Выделенная линия может быть организованна различными способами:

• А) обычная телефонная пара;
• Б) витая пара;
• В) коаксильный кабель;
• Г) оптоволокно.

Источник

4. Топология компьютерных сетей

Смешанная топология, которая используется в большинстве компьютерных сетей, строится на основе комбинации стандартных, например, несколько «звезд» объединяются «общей шиной».

5. Модель компьютерной сети

Модель сети предназначена для стандартизации подходов к разработке компьютерных сетей и унификации процесса передачи и приема данных. Первая версия модели была разработана в 1977 г. под названием Базовая модель взаимодействия открытых систем или семиуровневая модель OSI (Open System Interconnection). Доработанная в 1984 г. модель OSI была утверждена на уровне международного стандарта.

Модель OSI основана на уровневых протоколах, что позволяет упростить программу сложной сети путем её деления на простые части (уровни), ввести стандартные интерфейсы на каждом уровне и использовать общий язык для взаимопонимания разработчиков.

Для любого узла сети вводится 7 уровней обработки сообщения: прикладной, представления данных, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный, физический. За каждым уровнем закреплена вполне определенная функция обработки и внесения соответствующих служебных данных. Например, на прикладном уровне определяется протокол передаваемых данных, а на физическом происходит преобразование закодированного сообщения в электрические импульсы. Таким образом, в процессе отправки полезная информация последовательно обрабатывается на всех уровнях и обрастает служебными данными, а при получении – освобождается от служебных данных, проходя уровни в обратном порядке.

Существование модели компьютерной сети упрощает процесс передачи данных между существующими сетями и обеспечивает возможность подключения новых сетей к глобальной системе.

Лекция 16. Глобальная компьютерная сеть Интернет

1. Определение сети Интернет

Интернет относится к глобальным компьютерным сетям. В топологии Интернета основной элементарной единицей является локальная сеть, поэтому Интернет иногда называют сетью сетей или Всемирной паутиной. С понятием Интернет тесно связано английское слово web – сеть, сплетение, паутина, от которого происходит сетевая терминология, например, веб-дизайн, веб-сайт, веб-камера.

Интернет – всемирная компьютерная сеть, состоящая из разнообразных компьютерных сетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией (протоколами) и единой системой адресации.

Топология Интернет аналогична сети транспортных магистралей, схема которых изображается на карте автомобильных или железных дорог. Используя аналогию, транспортные магистрали можно представить как каналы связи между сетями, почтовые адреса как систему адресации глобальной сети, а правила перевозки как протоколы обмена данными.

2. История Всемирной паутины

В истории сети Интернет выделяется 3 основные периода: этап экспериментальных работ, этап становления, этап коммерческого применения и совершенствования

Этап экспериментальных работ (60-70-е годы), выполненный в США с целью проверки основных теоретических предположений, включает:

• создание первой компьютерной сети под названием ARPANET (ARPA – Департамент техники обработки информации Министерства обороны США) в 1969 году;
• разработку и демонстрацию сети с большим количеством компьютеров, в том числе, с подключенными иностранными узлами;
• демонстрацию в 1977 году возможности объединения четырех различных компьютерных сетей.

• первое появление термина «Интернет» (1982 г.);
• перевод в 1982 г. сети ARPANET на протокол межсетевого взаимодействия TCP/IP;
• объединение 5 компьютерных центров США в новую сеть под название NSFNET с увеличением числа компьютеров в этой сети к 1989 году до 100 тыс. шт.

• разработку в 1989 г. технологии публикации гипертекстовых документов; автором разработки был инженер Церна Тим Бернес-Ли, создавший сетевой протокол HTTP, язык разметки сетевых документов HTML, систему адресации URL, которые со временем стали основой Всемирной паутины;
• реализацию в 1991 г. протокола WWW (World Wide Web) и создание первого сайта, который был посвящен описанию устройства сети Интернет;
• создание в 1994 г. Консорциума Всемирной паутины (W3C) для разработки и внедрения технологических стандартов Интернета;
• мощное развитие глобальной сети во второй половине 90-х, включающее появление сетевой операционной системы Windows 95, массовую разработку корпоративных сайтов, появление электронной коммерции и Интернет-магазинов.

Источник

14. Топологии глобальной сети

Глобальные сети (WAN) — сетевая инфраструктура, которая охватывает обширную географическую область. Управление глобальными сетями обычно осуществляется операторами связи (SP) или Интернет-провайдерами (ISP).

• WAN связывают локальные сети в обширных географических областях, таких как города, регионы, страны или континенты.

• Управление глобальными сетями обычно осуществляется различными операторами связи.

• Глобальные сети обычно обеспечивают более низкоскоростные соединения между локальными сетями.

Глобальные сети часто подключены с помощью следующих физических топологий.

• Двухточечная топология («точка-точка»): это простейшая топология, которая представляет собой постоянное соединение между двумя конечными устройствами. Именно по этой причине данная топология наиболее распространена в глобальной сети.

• Топология hub-and-spoke (звезда): версия топологии типа «звезда» для глобальной сети, в которой центральный узел подключает филиалы с помощью двухточечных соединений.

• Полносвязная (mesh) топология: эта топология предоставляет высокую доступность, но требует, чтобы каждая конечная система была связана с каждой другой системой. Поэтому административные и физические расходы могут быть весьма значительными. Каждый канал является двухточечным каналом для другого узла. Варианты этой топологии включают в себя сильносвязную (partial mesh) топологию, к которой подключены некоторые, но не все оконечные устройства.

На рисунке показаны три наиболее распространённые физические топологии глобальной сети.

29. Протоколы транспортного уровня

Протокол передачи данных — набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения разнесённой в пространстве аппаратуры, соединённой тем или иным интерфейсом. Транспортный уровень отвечает за установление временного сеанса связи и передачу данных между двумя приложениями.

• Транспортный протокол — протокол управления передачей (TCP): управляет отдельными сеансами связи между серверами и клиентами в Интернете. TCP делит сообщения HTTP на более мелкие части, называемые сегментами. Эти сегменты передаются между веб-сервером и клиентскими процессами, запущенными на узле назначения. TCP также отвечает за управление размером и скоростью, с которой происходит обмен сообщениями между сервером и клиентом.

Как уже упоминалось ранее, TCP считается надёжным транспортным протоколом, а это значит, что он использует процессы, которые обеспечивают надёжную передачу данных между приложениями с помощью подтверждения доставки. Передача с использованием TCP аналогична отправке пакетов, которые отслеживаются от источника к получателю. Если заказ службы Federal Express разбивается на несколько отправок, заказчик может зайти на веб-сайт компании и просмотреть порядок доставки. TCP использует следующие три основные операции для обеспечения надёжности:

• отслеживание переданных сегментов данных

• подтверждение полученных данных

• повторная отправка всех неподтвержденных данных

TCP разбивает сообщение на фрагменты меньшего размера, которые называются сегментами. Этим сегментам присваиваются порядковые номера, после чего они передаются IP-протоколу, который собирает их в пакеты. TCP отслеживает количество сегментов, отправленных на тот или иной узел тем или иным приложением. Если отправитель не получает подтверждения в течение определённого периода времени, то TCP рассматривает эти сегменты как утраченные и повторяет их отправку. Повторно отправляется только утраченная часть сообщения, а не все сообщение целиком. Протокол TCP на принимающем узле отвечает за повторную сборку сегментов сообщений и их передачу соответствующему приложению. Протокол передачи файлов (FTP) и протокол передачи гипертекста (HTTP) — это примеры приложений, которые используют TCP для доставки данных. Такие процессы обеспечения надёжности повышают нагрузку на сетевые ресурсы, что связано с необходимостью подтверждения, отслеживания и повторной отправки данных. Для поддержки перечисленных выше процессов между отправляющими и получающими узлами пересылаются дополнительные управляющие данные. Эта контрольная информация содержится в заголовке TCP.

Источник