Саратовский центр ФИО, Лапшева Е.Е. Основы сетевых технологий Понятие компьютерных сетей. Локальная сеть. Подключение к Интернет

Интернет Глобальная компьютерная сеть (сеть сетей) Средство коммуникации (асинхронное взаимодействие – электронная почта; работа в реальном времени – теле- и видеоконференции) Всемирное информационное пространство

История Интернет 1890 – телефон 1901 – радио 1940-е - ЭВМ 1960-е – мэйнфреймы, неинтеллектуальные терминалы, удаленный доступ 1962 – теория коммутации пакетов 1967(69?) – ARPANET 1972 – – стек протоколов TCP/IP конец 70-х – персональный компьютер 1981 – термин Internet 1984 – Domain Name System 1991 – World Wide Web 1990-е – количество узлов в Интернет удваивается каждые 6 месяцев

Основные понятия Канал связи – среда, по которой компьютеры обмениваются данными. Протокол – совокупность правил, регламентирующих формат и порядок передачи данных. Узел – компьютер либо другое устройство, подключенное к сети. Пропускная способность (bandwidth) – объем информации, который можно передать за единицу времени (сек).

Виды коммутации Коммутация каналов – форма передачи данных, при которой используется физический канал между двумя устройствами, устанавливаемый при начале передачи. Коммутация сообщений Коммутация пакетов – форма передачи, при которой пакеты (часть данных) могут пересылаться из исходного пункта в пункт назначения разными маршрутами.

Устройства передачи данных Провод Сетевой адаптер Repeater (повторитель) и Hub (мульти-повторитель) Bridge (мост) и Switch (коммутатор) Router (маршрутизатор) Узлы сети (компьютеры)

Уровни сетевого взаимодействия (OSI Model) OSI – Open System Interconnection – эталонная модель взаимодействия открытых систем Все аппаратные средства и ПО должны подчиняться данной модели. В этой модели определены ограничения для сетевых стандартов. Проблема сложности в модели сети решается путем разбиения взаимодействия в сети на иерархические уровни.

Уровни сетевого взаимодействия (OSI) 7. Прикладной Интерфейс между пользователем и сетью 6. Представления данных Понимание и представление информации 5. Сеансовый Управление сеансами связи между прикладными процессами 4. Транспортный Контроль за передачей данных 3. Сетевой Маршрутизация данных 2. Канальный Безошибочная передача данных через физический уровень 1. Физический Передача электрических сигналов

Уровни сетевого взаимодействия (OSI) 7. Прикладной Прикладные программы (Internet Explorer, Telnet, Microsoft Word и т.д.), операционная система 6. Представления данных 5. Сеансовый 4. Транспортный Операционная система 3. Сетевой Операционная система, маршрутизатор 2. Канальный Сетевой адаптер, коммутатор 1. Физический Сетевой адаптер, hub, провода

Локальные сети (Local Area Network, LAN) нуждаются в кабельном соединении и охватывают сравнительно ограниченное пространство по функциональным возможностям узлов делятся на одноранговые и сети архитектуры «клиент-сервер» различаются по технологии (архитектуре) и топологии, а также по скорости передачи данных (bps, бит в сек)

Архитектура «клиент-сервер» Программа, предоставляющая какие-то услуги (сервисы), называется сервером. Программа, потребляющая эти услуги, называется клиентом. На одном компьютере могут работать как программы-клиенты, так и программы- серверы. Программы-серверы устанавливают на специальные мощные компьютеры, называемые серверами.

Технологии локальных сетей Ethernet – «широковещательная» сеть Token Ring – сеть, использующая маркер (token) FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – высокоскоростная оптоволоконная сеть ARCNet (Attached Resource Computer network) – компьютерная сеть доступа к ресурсам Каждая технология локальной сети характеризуется логической и физической топологией.

Топологии локальных сетей Шинная Звездообразная Кольцевая

Топологии локальных сетей Двойное кольцо Расширенная звезда

Топологии локальных сетей Полная Клеточная

Топологии локальных сетей Технология Логическая топология Физическая топология Ethernet ШинаШина или звезда TokenRing КольцоЗвезда FDDIКольцо Двойное кольцо

Адресация узлов сети MAC (Media Access Control) адрес – уникальный физический адрес сетевого адаптера, состоит из 12 шестнадцатеричных цифр, «работает» на канальном уровне модели OSI. IP (Internet Protocol) адрес – уникальный логический адрес узла сети, состоит из 4 двоичных восьмибитовых числа, «работает» на сетевом уровне модели OSI.

IP-адресация Основой логического единства Интернет является протокол IP (протокол межсетевого взаимодействия), определяющий формат адреса компьютера и отвечающий за доставку пакетов данных по назначению. Пример IP адреса: (физико-технический лицей 1 г. Саратова) Выдачей IP-адресов распоряжается единый орган – InterNIC (Internet Network Information Center). На основе IP-адресов происходит маршрутизация – выбор оптимального пути доставки пакета данных.

Протоколы транспортного уровня Сеть полностью гарантирует правильную доставку данных. Это обеспечивает протокол TCP (Transmission Control Protocol). Сеть не гарантирует правильности передачи данных, весь контроль осуществляется прикладными программами. В этом случае применяется протокол UDP (User Datagram Protocol). Стек протоколов TCP/IP – стандартный набор коммуникационных протоколов.

Диагностические утилиты Просмотр адреса данного узла сети c:>ipconfig Проверка соединения с заданным узлом сети c:>ping Трассировка маршрута пакета данных c:>tracert

Инженерные аспекты Интернет. Каналы связи Цифровые и аналоговые. Для использования аналоговых каналов требуется устройство – модем. Коммутируемые и выделенные. По физическому устройству каналы бывают электрические проводные, оптические и радиоканалы.

Каналы связи Модем 56 Kbps ISDN128 Kbps Frame Relay56 – 1544 Kbps E12,048 Mbps E334,368 Mbps

Система доменных имен DNS – Domain Name System Классификационная схема, которая группирует узлы Интернет по разным категориям (доменам). Основа распределенной базы данных, которая позволяет находить узлы Интернет. DNS классифицирует узлы по типу или стране: образовательные учреждения, бизнес, государственные органы, страны.

Сеть доменов первого уровня com – коммерческие предприятия edu – организации системы образования gov – правительство США int – международные организации mil – министерство обороны США net – сетевые организации org – некоммерческие организации

Географические домены ca – Канада cn – Китай de – Германия fi – Финляндия fr – Франция il – Израиль it – Италия jr – Япония pl – Польша ru – Россия se – Швеция uk – Англия us – США za – ЮАР

Поддомены lyceum1.ssu.runnet.ru домен первого уровня домен второго уровня поддомен узел

База данных DNS и IP-адреса Базы данных DNS хранят перекрестные ссылки между именами узлов и IP-адресами. Базы данных DNS являются иерархическими и распределенными.

Сервисы Интернет Telnet – доступ к удаленному компьютеру FTP (File Transfer Protocol) – передача файловых архивов SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол электронной почты HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – передача гипертекста NNTP (Network News Transfer Protocol) – телеконференции Real Audio и Video Видеоконференции

Уровни сетевого взаимодействия (OSI) 7. Прикладной HTTP, FTP, SMTP, DNS, NNTP, telnet 6. Представления данных 5. Сеансовый 4. Транспортный TCP, UDP 3. Сетевой IP 2. Канальный 1.Физический

Всемирная паутина WWW – World Wide Web глобальная распределенная информационная гипертекстовая мультимедиа-система. позволяет связать в единое целое разрозненную информацию, хранящуюся на разных компьютерах.

URL URL - Universal Resource Locator – универсальный указатель ресурса указывает точное местонахождение документа на сервере.