Основы сетевых технологий Понятие компьютерных сетей. Локальная сеть. Глобальная сеть.Интернет.

Компьютерные сети сообщество соединенных между собой компьютеров для совместного использования ресурсов и осуществления интерактивной связи.

Классификация сетей: Локальные сети (LAN) Корпоративные сети Территориальные сети Национальные сети Глобальные сети (WAN)

Общие компоненты сетей: Сервер Клиент Среда Совместно используемые данные Совместно используемые периферийные устройства

Локальные сети (Local Area Network, LAN, ЛВС) 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 - бот)

Топологии локальных сетей Шинная Звездообразная Смешанная

Устройства передачи данных Провод Сетевой адаптер Hub (мульти-повторитель) Switch (коммутатор) Модем Компьютер

Провода (Media) Неэкранированная витая пара – UTP (Unshielded Twisted Pair) Coaxial – коаксиальный кабель Fiber optic – оптоволокно

Сетевая карта (NIC, Network Interface Card) Обязательное устройство для каждого компьютера, подключенного к сети Переводит данные в электрические сигналы и обратно Характеризуется уникальным адресом

Мульти-повторитель (Hub) Центр «звезды» (звездной топологии) Усиливает сигнал Распространяет сигнал, приходящий с одного порта, на все другие порты

Коммутатор (Switch) Центр «звезды» Усиливает сигнал Получает сигнал с одного порта и посылает его на нужный порт, ориентируясь на адрес сетевой карты

Пропускная способность от 10 до 100 Мбит/сек

Глобальные сети -это сообщество соединенных между собой сетей.

Internet (сеть сетей) Глобальная компьютерная сеть Средство коммуникации Всемирное информационное пространство

Что нужно для подключения к Интернет? Компьютер (локальная сеть) Модем Провайдер Канал связи до провайдера («последняя миля»)

Основные понятия Канал связи – среда, по которой компьютеры обмениваются данными Провайдер – компания, поставщик услуг Интернета Пропускная способность (bandwidth) – объем информации, который можно передать за секунду Трафик – количество информации, перекаченное за определенное время (месяц, день и т.п.) Бит – bit (b) – один сигнал (единица или ноль) Байт – bite (B) – восемь бит Одна страница оформленного текста – примерно, 25KB

Модем (модулятор – демодулятор) Модем – устройство для передачи цифровой информации по аналоговым каналам связи Модем для передачи данных по коммутируемой телефонной сети Кабельный модем Радиомодем Оптоволоконный модем

Модем для коммутируемой телефонной линии Внешние и внутренние Факс-модем, голосовой модем

Каналы связи Цифровые и аналоговые Коммутируемые и выделенные По физическому устройству каналы бывают: электрические проводные оптические радиоканалы

Канал (линия) связи физическая среда, по которой передаются электрические информационные сигналы аппаратура передачи данных промежуточная аппаратура.

Физическая среда передачи данных (medium) кабель - набор проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединительных разъемов земная атмосфера или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

В зависимости от среды передачи данных каналы связи разделяются на проводные (воздушные); кабельные (медные и волоконно- оптические); радиоканалы наземной и спутниковой связи

Проводные (воздушные) каналы связи провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе для передачи телефонных или телеграфных сигналов, но при отсутствии других возможностей используются и для передачи компьютерных данных низкие скоростные качества и плохая помехозащищенность

Кабельные каналы связи Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, климатической. витая пара проводов коаксиальный кабель оптоволоконный кабель

Витая пара состоит из 2-4х пар изолированных свитых между собой проводов скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы( простейший вариант - телефонный кабель) характеризуются размерами, изоляцией и шагом скручивания Достоинство - дешевизна Недостатки плохая помехозащищенность низкая скорость передачи информации - 0, Мбит/с. Технологические усовершенствования позволяют повысить скорость передачи и помехозащищенность (экранированная витая пара), но при этом возрастает стоимость.

Коаксиальный кабель более высокая механическая прочность по сравнению с витой парой помехозащищенность скорость передачи информации до Мбит/с толстый коаксиальный кабель более прочен и передает сигналы нужной амплитуды на большее расстояние тонкий коаксиальный кабель значительно дешевле

Достоинства не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения использование в сетях, требующих повышенной секретности информации скорость передачи информации от 50 Мбит/с до 10 Гбит/с и выше Недостатки по сравнению с предыдущими типами передающей среды он более дорог менее технологичен в эксплуатации. Оптоволоконный кабель

Радиоканалы наземной и спутниковой связи наличие передатчика и приемника радиоволн отличаются частотным диапазоном и дальностью канала. диапазоны коротких, средних и длинных волн (KB, СВ и ДВ): дальняя связь, но невысокая скорость передачи данных диапазоны ультракоротких волн (УКВ) и сверхвысоких частот (СВЧ или microwaves) – более высокая скорость. в диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником (используют спутниковые или радиорелейные каналы, где это условие выполняется).

Виды соединения Зависят от провайдера мощности компьютерного оборудования необходимой скорости связи

Коммутируемая линия (Dial up) - аналоговая телефонная линия + модем самый простой и низкоскоростной вид связи используется для связи обычных персональных компьютеров частных пользователей получение доступа к сети: дозвон через обычную телефонную линию до провайдера взымается почасовая оплата скорость передачи данных зависит от типа модема, качества телефонной линии, типа самой АТС и находится в пределах от 14 Кбит/с до 56 Кбит/c

ISDN (Integrated Services Digital Network) цифровая сеть, сходна с традиционной телефонной системой по телефонным линиям передается не аналоговый сигнал, а цифровой, в том числе, и оцифрованный голос обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, и пр.) одновременно телефонный разговор и обмен данными скорость передачи информации до 64 кбит/с

Модемная технология ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия) превращение аналоговых сигналов, передаваемых посредством стандартной телефонной линии, в цифровые сигналы (пакеты данных) для высокоскоростного доступа в компьютерных сетях скорость до 29 Мбит/с и до 1,4 Мбит/с в обратном направлении ( ассиметрия скоростей обмена в направлениях к абоненту и обратно) используется экранированная витая пара

Выделенная линия (Leased Line) постоянное соединение компьютера с провайдером по специальным кабелям (медный, коаксиальный или оптико- волоконный) используется в основном организациями, которые имеют компьютерную сеть пользователь может разместить на своем компьютере WWW, FTP или Mail сервер, а также объединить несколько отдельных сетей. Подключение по выделенной линии осуществляется на скорости до 100 Mбит/с. высокое качество передачи информации Недостатки высокая стоимость установки, стоимость прямо зависит от расстояния до точки подключения, невозможность физического перемещения персонального компьютера в другую точку без новой прокладки провода, высокая плата за аренду канала

Радиосоединение строится по принципу сотовой связи оборудование – радиомодем, антенна мобильность в физическом перемещении принимающей стороны применяется в местах, где недостаточно развита телекоммуникация с использованием радио модемов для подключения к сети переносных компьютеров и электронных записных книжек, часто через цифровой мобильный телефон. Недостатки: - дорогостоящее оборудование - зависимость от метеорологических условий - проблема прямой видимости базовой станции - менее надежно, чем выделенная линия - высокая абоненская плата

Технология Wi-Fi от Wireless Fidelity, дословно переводится как беспроводная точность воспроизведения) Передача данных по радиоканалу стандарты a до 54 Мбит/сек на частоте 5 ГГц. (небольшое расстояние) b до 11 Мбит/сек на частоте 2.4 ГГц. (большая дальность приема, широкая совместимость, но низкая скорость и высокий риск помех) g на частоте 2.4 ГГц со скоростью до 54 Мбит/сек n до 600 Мбит/сек. Зона покрытия каждого узла Wi-Fi-сети составляет около 100–150 метров в помещении и до 500 метров (иногда больше) на открытом пространстве. Чтобы пользователь оказался в сети Wi-Fi, ему достаточно просто попасть в радиус ее действия. Все настройки производятся автоматически.

BlueTooth - беспроводные персональные сети дословно с английского синий зуб(в честь короля X века Харальда I Синезубого из Дании и частей Норвегии, который объединил противоречащие датские племена в единое королевство. Bluetooth делает то же самое с протоколами связи, объединяя их в один универсальный стандарт низкое по стоимости и энергопотреблению, надежное, защищенное сетевое соединение для передачи данных со скоростью до 54 Мбит/с, в радиусе 10 метров (появляются устройства, работающие на расстоянии до 100 метров). радиочастота около 2,45 ГГц. для создания локальных сетей в пределах дома, офиса, а также для беспроводной коммуникации различных электронных устройств (например, компьютера с клавиатурой, мышью, принтером, цифровой камерой, мобильным телефоном, МР3-плеером и даже микроволновой печью и холодильником). информационная защищенность соединения обеспечивается специальным шифрованием передачи. Понять друг друга могут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон связи, посторонние приборы воспримут переданную информацию как обычный шум.

GPRS General Packet Radio Service - надстройка над технологией мобильной связи GSM, позволяет пользователю мобильного телефона работать в Интернет и пересылать сообщения электронной почты. Оборудование – сотовый телефон (+ usb-порт на компьютере) Скорость до 256 Кбит/с

Спутниковое соединение самый высокоскоростной вид соединения используется в основном провайдерами, крупными компаниями и предприятиями, а также военными и правительственными организациями.

Спутниковый асинхронный канал (DirectPC) Прием информации – через спутниковую тарелку Передача информации – по любому каналу до любого провайдера. Соотношение входящей и исходящей информации примерно 10:1 Скорость при спутниковом соединении Kbps, скорость по телефонной линии 20-30Kbps.

Спутниковый асинхронный канал (DirectPC) компьюте р антенна спутник модем интернет сетевой операционн ый центр

Спутниковый асинхронный канал. Оборудование приемная спутниковая антенна конвертор (устанавливаемая в компьютер плата) программное обеспечение модем для связи с наземным провайдером

Спутниковый синхронный канал Синхронный канал – прием и передача сигнала проходит через спутниковую антенну (тарелку) без использования наземных каналов. Для канала запросов используется радиопередатчик на спутник. Разумно использовать такое решение при подключении нескольких пользователей: несколько школ, районные органы власти. Достаточно большими являются первоначальные вложения, стоимость трафика невелика

Что такое прокси? Для увеличения скорости доступа к файлам у провайдеров существует программа Proxy Server, которая работает на машине провайдера. При запросе к серверу поиска некоторого документа, если некоторое время назад кто-то уже обращался с подобным запросом, то документ будет получен незамедлительно, с полной скоростью, на которую способен ваш модем. Если же прокси-сервер провайдера не имеет данного документа, то сервер запросит удаленный WWW-сервер, хранящий оригинал, выдаст документ вам, а копию сохранит в специально выделенную область у себя на диске. Это значит, что тот, кто захочет скачать этот же документ после вас, будет качать его уже не с другой половины земного шара, а с прокси-сервера (кстати, большинства прокси-серверов московских ISP объединены, поэтому даже если интересующего вас документа нет в дисковом хранилище вашего провайдера, он может быть найден у других). Существуют анонимные прокси-серверы.

Провайдеры San – «ВолгаТелеком» - телефонные линии Renet Оверта Интерком Freeline Russia On-line «ВолгаТрансТелеком» SkyLink

Передача данных по сети Интернет Процесс обмена данными в Интернет построен на основе модели Клиент- сервер. Клиент (обычный компьютер) инициирует соединение с сервером и запрашивает у него какие-либо данные (файлы и т.д.) Сервер обрабатывает полученный запрос, высылает запрашиваемый документ и закрывает соединение в ожидании следующих запросов.

Сетевые протоколы Сетевой протокол – набор правил, согласно которым осуществляется передача данных по сетям, они определяют структуру и порядок передачи данных

Протоколы Internet TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей) позволяет двум узлам сети установить соединение между собой и обмениваться потоком данных Согласно этому протоколу, данные нарезаются на пакеты и каждому пакету прикрепляется заголовок, в котором указано место этого пакета в общей сборке Этот протокол обеспечивает доставку информации, а также гарантирует, что на приемном узле пакеты будут размещены в той же последовательности, в которой они находились на передающем узле

Протоколы Internet IP (Internet Protocol – Протокол взаимодействия сетей) Согласно этому протоколу, у каждого компьютера, входящего в сеть есть свой уникальный адрес – IP- адрес Каждому пакету добавляется заголовок, содержащий информацию об IP-адресах отправителя и получателя По IP-адресу сервера Internet могут определить куда его необходимо переслать

Передача данных по сети Интернет Связь между компьютерами в сети Интернет происходит с помощью протокола TCP/IP. Протокол IP обеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу сетевых пакетов). Протокол TCP разбивает информацию на пронумерованные пакеты. Далее с помощью протокола IP все пакеты передаются получателю, где они располагаются в нужном порядке и собираются в единое целое.

Адресация в Internet IP – адрес компьютера DNS имя URL - адрес

IP - адрес Каждый компьютер в сети Интернет имеет уникальный цифровой 32-х битный адрес. Эти адреса называются IP- адресами и выдаются провайдерами. IP-адрес представляет собой набор 4-х целых чисел, разделенных точками, каждое из которых не превышает 255, например: IP- адрес содержит адрес сети и адрес компьютера в данной сети.

Система IР-адресации учитывает структуру Интернета, то есть то, что Интернет является сетью сетей, а не объединением отдельных компьютеров. IР-адрес содержит адрес сети и адрес компьютера в данной сети. Адреса разделяются на три класса А, В, С. Первые биты адреса отводятся для идентификации класса, а остальные разделяются на адрес сети и адрес компьютера

Например, адрес сети класса А имеет только 7 битов для адреса сети и 24 бита для адреса компьютера, то есть может существовать лишь 2 7 = 128 сетей этого класса, зато в каждой сети может содержаться 2 24 = компьютеров.

В десятичной записи IР-адрес состоит из 4-х чисел, разделенных точками, каждое из которых лежит в диапазоне от О до 255. Например, IР-адрес По первому числу IР-адреса компьютера можно определить его принадлежность к сети того или иного класса: адреса класса А число от 0 до 127; адреса класса В число от 128 до 191; адреса класса С число от 192 до 223. Так, сервер относится к сети класса С, адрес которой 195, а адрес компьютера в сети

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

URL URL - Universal Resource Locator – универсальный указатель ресурса указывает точное местонахождение документа на сервере. URL включает в себя следующую информацию: - метод доступа к ресурсу (протокол доступа), - адрес ресурса в Сети (имя домена и хост-машины), - полный путь к файлу на сервере:

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

Скорость получения информации зависит не от удаленности сервера, а от количества промежуточных серверов и качества линий связи(пропускной способности), по которым передается информация от узла к узлу.

Сервисы Интернет Telnet- доступ к удаленному компьютеру FTP – передача файлов – электронная почта WWW – всемирная паутина Интерактивное общение – IRC(Chat), ICQ, MSN messenger, интернет- телефония, мобильный Интернет Игры!

FTP File Transfer Protocol - протокол передачи файлов. Существует сервер файловых архивов(размещают бесплатное ПО и др.) FTP-программы(клиенты)- CuteFTP, AceFTP. Менеджер загрузки файлов в браузере.

Электронная Почта - один из самых популярных сервисов Интернет, позволяет обмениваться почтовыми сообщениями. К текстовым сообщениям электронной почты можно прикреплять файлы в любых форматах. Структура адреса электронной почты

Электронная почта Для работы электронной почты используются протоколы SMTP – Simple Mail Transfer Protocol простейший протокол передачи почты, он не требует проверки прав клиента POP3 – Post Office Protocol 3, протокол почтового отделения, версия 3 Он проверяет права клиента (соответствие имени и пароля), чтобы сообщения не попадали в чужие руки IMAP – Internet Message Access Protocol – протокол доступа к сообщениям Internet, позволяет сохранять сообщения на сервере и управлять ими, при этом сообщения не копируются на клиентскую машину

Почтовая программа – Outlook Express. Электронная почта с Web- интерфейсом.

Всемирная паутина WWW – World Wide Web глобальная распределенная информационная гипертекстовая мультимедиа-система. В основе WWW лежит протокол НТТР Документы Web, называемые Web- страницами, представляют собой журнально оформленные документы, содержащие мультимедиа элементы (графика, аудио, видео и т.д.), а также гиперссылки, при щелчке на которых, пользователи перемещаются по Web- ресурсам. Web-страницы объединяются в Web- сайты.

Браузеры На сегодняшний день наиболее известны следующие браузеры Microsoft Internet Explorer Netscape Navigator Opera FireFox

Классификация Web- сайтов Домашняя страница Информационный (тематический) сайт Каталог продукции/электронный магазин Информационно-тематический портал Промо-сайт Портал Поисковая система

Поисковые системы это БД с тематически сгруппированной информацией специально предназначены для облегчения и ускорения поиска нужной информации

Поиск информации в Internet Поиск по адресам Использование поисковых систем Предметные каталоги Поиск выполняется по указателю, составленному вручную специально подготовленными людьми (модераторами). Достоинства – высокая степень релевантности. Недостатки – неполный «охват» всех ресурсов Интернет Поисковые указатели Указатель поисковой системы составляется автоматически специальной программой (spider (паук), worm (червь) и т.д.)

Технология поиска в поисковой системе Выбор ключевых слов, которые должны сужать зону поиска- это искусство.

поиск буквальной фразы- газета Информатика запрет отбора словоформ - со знаком ! !Франций комбинирование ключевых слов – перечисление слов через пробел натрий калий цезий(И или ИЛИ, & или |) прописные буквы используют только при поиске имен собственных обязательное включение нескольких слов в предложении- компьютер & автомобиль в документе - компьютер && автомобиль Технология поиска

форсирование соответствия- при поиске можно управлять тем, какие ключевые слова должны обязательно присутствовать, а какие желательно. Чтобы слово обязательно присутствовало перед ним ставим +без пробела. Для исключения слова перед ним - что искать ~ что исключить в предложении- животное ~ дикое в документе- животное ~~ дикое Технология поиска

Поиск файлов В поле поиска ввести имя файла Использовать тематический каталог ( например, драйверы)

Поиск адресов электронной почты Поиск адреса по имени человека или имя человека по его адресу.

Электронная коммерция в Internet Распространение рекламы, товаров и услуг Хостинг – услуги по размещению информации в WWW Баннер – реклама в Internet, картинка- ссылка. Интернет – магазины, аукционы, торговля, цифровые деньги.

Практическая работа по тестированию сети Найти и записать адрес Вашего узла сети. Проверить соединения с соседним узлом сети, с сервером Сравнить время обмена IP- пакетами, записать. Проследить маршрут прохождения информации от серверов Записать количество промежуточных серверов, их названия и время на каждый переход. Определить, где территориально находятся хосты , www.icq.comwww.google.com

Защита информации в Internet ПК, подключенный к Internet, доступен для всех пользователей Internet! Сервер локальной сети не должен быть Интернет-сервером. Брандмауер – аппаратный барьер между Internet и локальной сетью, отслеживает передачу данных, выявляет подозрительные действия