Урок 24
§14.1-14.3. Основы построения компьютерных сетей
Компьютерная сеть — это группа (два и более) компьютеров, соединённых каналами передачи данных, обеспечивающая:
• быстрый обмен данными между отдельными компьютерами сети;
• совместное использование вычислительных ресурсов и внешних (периферийных) устройств;
• совместное использование программного обеспечения и баз данных;
• совместную работу пользователей над некоторым заданием или проектом;
• возможность удалённого управления компьютерами.
В зависимости от выполняемых в сети функций различают компьютеры-серверы и компьютеры-клиенты.
Компьютерные сети могут быть классифицированы по разным основаниям: по территориальной распространённости, по архитектуре, по скорости передачи данных, по назначению, по типу среды передачи данных и др.
Объединение компьютеров в сеть осуществляется с использованием каналов передачи данных — среды передачи данных и оборудования, обеспечивающего передачу данных в этой среде.
Аппаратные компоненты компьютерных сетей — это сетевые адаптеры, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы и другое оборудование.
Для организации обмена данными между компьютерами сети используются сетевые компоненты операционной системы, служебные и прикладные программы.
Сетевой протокол — это совокупность особых соглашений, а также технических процедур, которые регулируют порядок и способ осуществления связи между компьютерами, объединёнными в сеть. Большинство современных компьютерных сетей осуществляет передачу данных на основе стека (набора) протоколов под названием TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей/межсетевой протокол).
Локальная сеть — это сеть, состоящая из близко расположенных компьютеров, чаще всего находящихся в одной комнате, в одном или нескольких близко расположенных зданиях.
Топология — это конфигурация сети, способ соединения её элементов друг с другом. В настоящее время самым распространённым способом построения компьютерных сетей является древовидная топология.
Безусловным преимуществом локальной сети является возможность подключения к глобальной сети всех компьютеров через один из них, имеющий в неё выход.
Глобальная сеть — это сеть, предназначенная для объединения большого числа отдельных компьютеров и локальных сетей, расположенных на значительном удалении (сотни и тысячи километров) друг от друга. Интернет — это глобальная компьютерная сеть, в которой многочисленные научные, корпоративные, государственные и другие сети, а также персональные компьютеры отдельных пользователей соединены между собой каналами передачи данных.
Каждый компьютер, подключаемый к Интернету, получает свой уникальный 32-битный идентификатор, называемый IP-адресом.
Наряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действуют более удобные и понятные для пользователей символьные адреса, называемые доменными именами. Система доменных имён DNS (Domain Name System) имеет древовидную структуру. Узлы этой структуры называются доменами.
Вопросы и задания
1. Что такое компьютерная сеть? Какие возможности она предоставляет?
2. Какие функции выполняет компьютер-сервер в сети? Какой компьютер называют клиентом?
3. По каким основаниям можно классифицировать компьютерные сети?
4. Какую сеть называют одноранговой? Что представляет собой сеть с выделенным сервером?
5. Назовите виды компьютерных сетей по территориальной распространённости.
6. Кроме LAN и WAN по территориальной распространённости выделяют также сети BAN, PAN, CAN и MAN. Найдите в дополнительных источниках информацию об этих сетях и подготовьте о них краткое сообщение.
Урок 24
§14.1-14.3. Основы построения компьютерных сетей
Объединение компьютеров в сеть осуществляется с использованием каналов передачи данных — среды передачи данных и оборудования, обеспечивающего передачу данных в этой среде. По типу среды передачи данных различают сети:
• проводные (кабельные) — средой передачи данных являются кабели (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель);
• беспроводные — средой передачи являются радиоволны в определённом частотном диапазоне.
Сетевые адаптеры — устройства, выполняющие функцию сопряжения компьютера со средой передачи данных.
Какой бы природы ни был сигнал (электрический, оптический, радиосигнал), при передаче по сети на большое расстояние он слабеет. Чтобы сигнал не искажался и не пропадал, его необходимо усиливать. Делается это с помощью специального оборудования, так называемых повторителей, увеличивающих расстояние сетевого соединения путём повторения сигнала «один в один».
Концентраторы и коммутаторы служат для объединения нескольких компьютеров в требуемую конфигурацию локальной вычислительной сети.
Для соединения подсетей (логических сегментов) и различных вычислительных сетей в качестве межсетевого интерфейса применяются коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы.
Для организации обмена данными между компьютерами сети используется несколько видов программного обеспечения: сетевые компоненты операционной системы, служебные и прикладные программы. Сетевая операционная система связывает все компьютеры и периферийные устройства в сети, координирует их функции, обеспечивает защищённый доступ к данным. Прикладные программы, используемые для получения сетевых услуг, как правило, построены по клиент-серверной технологии и состоят из двух частей:
1) клиентской, предоставляющей возможность обратиться с запросом к ресурсам других компьютеров;
2) серверной, отвечающей на запросы клиентской части.
Чтобы обмен данными между компьютерами сети проходил без потерь и искажений, разнообразные компьютеры, сетевое оборудование и программное обеспечение должны взаимодействовать по одинаковым чётко определённым правилам. Такие правила называют сетевыми протоколами.
Сетевой протокол — это совокупность особых соглашений, а также технических процедур, которые регулируют порядок и способ осуществления связи между компьютерами, объединёнными в сеть.
Большинство современных компьютерных сетей осуществляет передачу данных на основе стека (набора) протоколов под названием TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей/межсетевой протокол).
При передаче данные разделяют на отдельные небольшие пакеты, дополняют служебными данными (адресами компьютеров получателя и отправителя, номером пакета и контрольным битом) и передают последовательно друг за другом.
Маршрут передачи определяют маршрутизаторы, которые также следят и за доставкой пакетов. Разные пакеты одного сообщения могут передаваться разными маршрутами. Пакет, по какой-то причине не попавший к адресату, отправляется повторно. Повторно передаются и пакеты, в которых во время передачи возникают искажения данных. В пункте назначения все пакеты соединяются, и данные приобретают первоначальный вид. Благодаря разделению данных на отдельные пакеты их передача по сети происходит быстро и надёжно — она возможна даже при выходе из строя части сети. В такой ситуации маршрутизаторы определят новый маршрут для прохождения пакета в обход повреждённого участка.
Правила разбивки данных на пакеты, их доставки к адресату и объединения пакетов в единое целое определяет протокол TCP.
Пересылка пакетов между компьютерами, которые могут иметь разную архитектуру, использовать разные операционные системы и относиться к разным сетям, осуществляется на основе протокола IP.