Лекция по теме «Компьютерные сети»
Компьютерная сеть (англ. Computer Network от net — сеть, и work — работа) — это система обмена информацией между компьютерами. Представляет собой совокупность трёх компонент:
• сети передачи данных (включающей в себя каналы передачи данных и средства
коммуникации);
• компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных;
• сетевого программного обеспечения.
Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы. По степени географического распространения сети делятся на:
Локальная сеть – сеть, связывающая компьютеры в пределах одной комнаты, здания или предприятия.
Городская сеть – сеть, обслуживающая информационные потребности большого города.
Корпоративная сеть – сеть, объединяющая предприятия одной отрасли (энергетики, социального страхования и др.)
Региональная сеть – обслуживающая информационные потребности области, региона.
Глобальная сеть – сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяжёнными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети. Пример глобальной сети – сеть Интернет.
Интернет — гигантская всемирная компьютерная сеть, объединяющая десятки тысяч сетей всего мира. Её назначение — обеспечить любому желающему постоянный доступ к любой информации. Интернет предлагает практически неограниченные информационные ресурсы, полезные сведения, учёбу, развлечения, возможность общения с компетентными людьми, услуги удаленного доступа, передачи файлов, электронной почты и многое другое. Интернет обеспечивает принципиально новый способ общения людей, не имеющий аналогов в мире.
Сеть состоит из связанных между собой компьютеров. Связь осуществляется через центральные компьютеры — серверы. Серверы в свою очередь связаны между собой. Один сервер обслуживает множество компьютеров.
Для пользования глобальной компьютерной сетью нужны:
- Компьютер.
- Модем – предназначен для передачи данных между компьютерами по обычной телефонной сети. Такая сеть способна передавать только звуковые (аналоговые) сигналы, а не двоичную (цифровую) информацию, с которой работает компьютер. Модем объединяет в себе два устройства: модулятор, т.е. преобразователь цифровой информации в аналоговую форму и демодулятор — обратный преобразователь.
- Коммуникационная программа.
- Линия связи.
б) Отдельно выделенная линия связи. Эти линии надёжны, но очень дороги. Используются для локальных сетей и правительственной связи.
в) Каналы цифровой и спутниковой связи.
- Сервер (компьютер, осуществляющий выход в ИНТЕРНЕТ) – высоко производительный компьютер с большой памятью. Он постоянно включен и может обслуживать одновременно большое количество пользователей. Его работу обеспечивает специальная сетевая программа.
Услуги, предоставляемые пользователю компьютерных сетей
- WorldWideWeb ( WWW , «Всемирная паутина») – основной инструмент Интернет, её главный информационный ресурс.
World Wide Web ( WWW , «Всемирная паутина») – гипертекстовая, а точнее, гипермедийная информационная система поиска ресурсов Интернет и доступа к ним.
Гипертекст – информационная структура, позволяющая устанавливать смысловые связи между элементами текста на экране монитора таким образом, чтобы можно было легко осуществлять переходы от одного элемента к другому. Некоторые слова гипертекста выделяют путём подчёркивания или окрашивания в другой цвет. Выделение слова говорит о наличии связи этого слова с некоторым документом, в котором тема, связанная с выделенным словом, рассматривается более подробно.
Гипермедиа – информационная структура позволяющая устанавливать смысловые связи между любыми видами информации: звуком, графикой и видео. Такие ссылки возможны, поскольку наряду с текстовой информацией можно связывать и любую другую двоичную информацию, например, закодированный звук или графику. Так, если программа отображает карту мира и если пользователь выбирает на этой карте с помощью мыши какой-либо континент, программа может тут же дать о нём графическую, звуковую и текстовую информацию.
Всё содержимое системы WWW состоит из WWW -страниц , называемых сайтами.
Пользователь, задав адрес нужного ему документа, подключается к нему и в режиме
диалога может получить требуемую информацию. Для поиска в СЕТИ нужной
информации, можно использовать поисковые серверы. Например, Rambler , Я ndex , Апорт, Google! и другие.
Личные страницы – такие WWW -страницы, которые принадлежат не фирмам и не организациям, а отдельным людям. Содержание и оформление такой страницы зависит только от её автора.
При работе с системой WWW пользователи имеют дело с программами-клиентами системы, называемыми браузерами.
Браузеры – программы, с помощью которых пользователь организует диалог с системой WWW , просматривают WWW -страницы, взаимодействует с WWW -серверами и другими ресурсами в Интернет. Существуют сотни программ-браузеров. Самые популярные из них: Netscape Navigator и Microsoft Explorer .
- Электронная почта ( E—Mail, читается «и-мэйл»). Служит для передачи текстовых сообщений в пределах Интернет, а также между другими сетями электронной почты. К тексту письма современные почтовые программы позволяют прикреплять звуковые и графические файлы, а также двоичные файлы – программы.
Каждый пользователь на сервере имеет некоторый объём памяти (почтовый ящик), куда попадают все адресованные ему сообщения. Владелец почтового ящика получает от провайдера (владельца сервера) пароль, дающий право на получение информации. Сообщения, поступающие по E — Mail , хранятся в выделенной для получателя области дисковой памяти, откуда он может их выгрузить и прочитать с помощью специальной программы-клиента, например, Outlook Express .
При использовании электронной почты каждому абоненту присваивается уникальный почтовый адрес, например: earth @ space . com , где earth – имя пользователя, space . com – имя компьютеру, @ – разделительный символ «эт коммерческое».
Для отсылки сообщения нужно знать электронный адрес абонента. При качественной связи электронное письмо доходит в любую точку мира в течение нескольких минут.
Пользователи электронной почты должны придерживаться правил сетевого этикета, а для выражения эмоций используют схематические изображения человеческого лица, так называемые смайлики («улыбочки»).
Смайлики (рассматривайте, склонив голову влево)
Урок 11. Компьютерные сети
Компьютерная сеть — это группа (два и более) компьютеров, соединенных каналами передачи данных.
Компьютерные сети обеспечивают:
— совместное использование ресурсов (сканеров, модемов, принтеров и т. д.);
— совместное использование программного обеспечения и баз данных;
— совместную работу пользователей над некоторым заданием и проектом;
— возможность удаленного управления компьютерами.
В зависимости от выполняемых в сети функций различают компьютеры-серверы и компьютеры-клиенты:
- Сервер — это компьютер, предоставляющий доступ к собственным ресурсам или управляющий распределением ресурсов сети.
- Клиент-компьютер, использующий ресурсы сервера.
По территориальному признаку сети разделяются на локальные и глобальные. Локальные сети — это сети, состоящие из близко расположенных компьютером (сеть здания, помещения и т. д.).
Глобальные сети — это сети, охватывающие большие территории и включающие большое число компьютеров.
По архитектуре различают: одноранговые сети и сети с выделенным сервером.
Одноранговые сети — это сети, в которых каждый может представлять свои ресурсы другим компьютерам сети и использовать другие.
Сети с выделенным сервером — это сети, в которых один или несколько компьютеров являются серверами, а все остальные — клиентами.
Компьютерные сети могут разделяться по скорости передачи данным. Пропускная способность сети — это максимальное количество бит, которые могут быть переданы за одну секунду.
Давайте рассмотрим локальные сети. Во многом большинство характеристик локальных сетей определяется конфигурацией или топологией сетей. Топология — это конфигурация сети, способ соединения ее элементов друг с другом.
Чаще всего используются следующие топологии сетей:
- Шинная топология. Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю.
- Кольцевая топология. Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому.
- Радиальная топология. Каждый компьютер через специальные сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству.
- Древовидная топология. Образуется соединением между собой несколькими звездообразных топологий.
Локальные сети ориентированы прежде всего на сравнительно небольшое количество компьютеров.
Что же касается глобальных сетей, то она ориентирована на обслуживание неограниченного круга пользователей. Самый впечатляющий пример глобальной сети — это ИНТЕРНЕТ.
Интернет — это глобальная сеть, в которой многочисленные научные, корпоративные, государственные и другие сети, а также персональные компьютеры отдельных пользователей соединены между собой каналам передачи данных.
Основной аппаратной структурой сети Интернет можно считать мощные компьютеры (узлы) и связывающие их высокоскоростные магистральные каналы передачи данных. Организации, имеющие в собственности и обслуживающие такое оборудование, называются провайдерами.
За каждым компьютерным узлом в Интернете закреплён постоянный адрес, называемый IP-адресом. Давайте рассмотрим технологию IP- адресации.
Такие адреса получают и пользователи сети Интернет, но в отличии от адресов узлов они действуют только во время подключения пользователя к сети и изменяются при каждом новом сеансе.
IP-адрес представляет собой 32-битный идентификатор, например:
Так как человеку сложно воспринимать такую длинную строку, ее делят на 4 равные части:
Чтобы пользователи было еще удобнее работать с IP-адресом каждую часть переводят в 10-ую систему счисления:
Таким образом число в IP-адресе не может превышать 255.
Мы говорили уже о том, что Интернет представляет собой сеть сетей, поэтому технология IP-адресов учитывает этот факт следующим образом:
Любой IP адрес состоит из двух частей: IP-адрес сети и IP-адрес узла этой сети. При этом деление адреса на части происходит с помощью маски — 32-битным числом, в двоичной записи которого сначала стоят единицы, потом — нули. Первая часть IP- адреса, соответствующая единичным битам маски, относится к адресу сети, а вторая, соответствующая нулям маски, — определяет числовой адрес узла сети. Адрес сети получается в результате поразрядной конъюнкции к IP адреса узла и маски.
Напомним, Конъю́нкция — логическая операция, по своему применению максимально приближённая к союзу «и». Пример:
Пусть дан IP-адрес узла 217.9.142.131 и с помощью маски 255.255.192.0 надо получить IP-адрес сети.
Сначала переведем IP-адрес узла и маски в двоичный вид и произведен поразрядную конъюнкцию:
При этом часть IP-адреса сети, соответствующая единицам в маске, указывает на IP-адрес сети, к которой привязана сеть, а часть, соответствующая нулям, отдается на нумерацию компьютеров пользователей этой сети.
Желтым цветом выделена часть IP-адреса сети, указывающей на узел, а зеленым — на нумерацию пользователей.
Таким образом на нумерацию пользователей такой IP-адрес сети выделяет 14 бит, при этом два адреса из них не используется (адрес сети и широковещательный) А значит она позволяет пользоваться одновременно 16382 компьютера.
Список обязательной и дополнительной литература для углубленного изучения темы
— Босова Л. Л., Босова А. Ю. Информатика. 11 класс. Базовый уровень. — М.: БИНОМ, 2016
— Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 7—9 классов/ М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005
— Семакин И. Г., Е. К. Хеннер. Информатика и ИКТ. 10—11 класс/ М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008
— К. Ю. Поляков, Е. А. Еремин. Информатика. 11 класс. Базовый и углубленный уровни: учебник в 2 ч. Ч. 1 / М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016