3. Средства информационных и коммуникационных технологий
Компьютерная сеть – это совокупность устройств и систем, которые подключены друг к другу (логически или физически) и общающихся между собой. Сюда можно отнести серверы, компьютеры, телефоны, маршрутизаторы и так далее. Размер сети может достигать размера Интернета, а может состоять всего из двух устройств, соединенных между собой кабелем.
Компоненты сети можно разделить на группы (рис. 1):
Рисунок 1 – Компоненты компьютерной сети
Оконечные узлы. Устройства, которые передают и/или принимают какие-либо данные. Это могут быть компьютеры, телефоны, сервера, какие-то терминалы или «тонкие клиенты», телевизоры.
Промежуточные устройства. Это устройства, соединяющие оконечные узлы между собой. Сюда можно отнести коммутаторы, концентраторы, модемы, маршрутизаторы, точки доступа Wi-Fi.
Сетевые среды. Это среды, в которых происходит непосредственная передача данных. Сюда относятся кабели, сетевые карточки, различного рода коннекторы, воздушная среда передачи. Если это медный кабель, то передача данных осуществляется при помощи электрических сигналов; у оптоволоконных кабелей – при помощи световых импульсов; у беспроводных устройств – при помощи радиоволн.
При передаче файлов требуется, чтобы оба компьютера, связывающиеся друг с другом, договорились об общем протоколе – наборе правил и описаний, которые регулируют передачу информации.
Для борьбы с ошибками, возникающими при передаче файлов, в большинстве современных протоколов имеются средства исправления ошибок.
Принципиальная схема исправления ошибок одна и та же. Передаваемый файл разбивается на небольшие блоки – пакеты, а затем каждый принятый пакет сравнивается с посланным, чтобы удостовериться в их адекватности. Каждый пакет содержит контрольную сумму [1] – дополнительный байт. Если принимающий компьютер после некоторых логических действий получит иное значение этого байта, он сделает вывод, что при пересылке пакета произошла ошибка, и запросит повторение передачи этого пакета.
Наиболее совершенным и распространенным протоколом из всех доступных на сегодняшний день является TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Он обеспечивает сетевое взаимодействие компьютеров, работающих под управлением сетевой операционной системы, и возможность подключения к ним различных сетевых устройств. Все современные операционные системы поддерживают протокол TCP/IP, и почти все крупные сети используют его для обеспечения большей части своего трафика. Также протокол TCP/IP является стандартным для Интернета.
Для чего нужны компьютерных сети?
Для чего мы используем сети? Назначение всех их видов определяется двумя функциями:
1. обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
2. обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.
Например, все участники локальной сети могут совместно использовать одно общее устройство печати – сетевой принтер или, например, ресурсы жёстких дисков одного выделенного компьютера – файлового сервера. Аналогично можно совместно использовать и программное обеспечение – скажем, автоматизированную систему управления предприятием.
По территориальной распространенности компьютерная сеть может быть (рис. 2)
– локальной (LAN, Local Area Network) – сетью в пределах одной организации.
– региональной (MAN, Metropolitan Area Network) – сетью в пределах города или области.
– глобальной (WAN, Wide Area Network) – сетью на территории государства или группы государств.
Рисунок 2 – Классификация компьютерных сетей по территориальной распределённости
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на
– низкоскоростные сети — до 10 Мбит/с;
– среднескоростные сети- до 100 Мбит/с;
– высокоскоростные сети — свыше 100 Мбит/с.
По типу среды передачи сети разделяются на:
– проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);
– беспроводные (передача информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне).
По способу организации взаимодействия компьютеров компьютеры подразделяют на одноранговые и с выделенным сервером (табл. 1 ).
Таблица 1 – Классификация компьютерных сетей по способу организации взаимодействия компьютеров
Все компьютеры равноправны.
Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.
+ Просты в установке и эксплуатации
— Затруднено решение вопросов защиты информации
При установке сети выделяются один или несколько серверов – высокопроизводительных компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов.
Компьютер, имеющий доступ к услугам сервера –клиент сети или рабочая станция.
+ Создают наиболее устойчивую структуру сети, обеспечивают высокий уровень защиты данных.
— Необходимо выделение отдельного компьютера- сервера, дополнительная ОС для него.
Высокая сложность установки и модернизации сети.
По технологии использования сервера различают сети с архитектурами:
– файл-сервер : хранение большинства программ и данных – на файловом сервере; по требованию пользователя на рабочую станцию пересылаются необходимые программы и данные, обработка информации – на рабочей станции;
– клиент-сервер : хранение данных и их обработка – на сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным; рабочая станция (приложение-клиент) получает только результаты своего запроса.
К основным характеристикам сетей относятся:
– пропускная способность – максимальный объем данных, передаваемых сетью в единицу времени; измеряется в Мбит/с, Гбит/с.
– время реакции сети – время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу; измеряется миллисекундах.
Организация работы пользователей в локальных вычислительных сетях
Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются рабочими группами. В рамках одной локальной сети могут работать несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети.
Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками называется администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети, называется системным администратором.
[1] Контрольная сумма — некоторое значение, рассчитанное по набору данных путём применения определённого алгоритма и используемое для проверки целостности данных при их передаче или хранении.