Коммуникационные технологии

Компьютерные (вычислительные сети) – совокупности компьютеров, соединённых с помощью каналов связи в единую систему. Ресурсы – программы, файлы данных, а также принтеры и др. совместно используемые периферийные устройства

Классификация компьютерных сетей По расстоянию между узлами По типу среды передачи По скорости передачи По распределению ролей между компьютерами

По расстоянию между узлами Сети Локальные LAN – Local Area Network Региональные MAN – Metropolitan Area Network Глобальные WAN – Wide Area Network

Глобальная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам. Региональная сеть объединяет абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга в пределах большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычное расстояние между абонентами десятки- сотни километров. Локальная сеть (ЛВС) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, обычно не более 2–2.5 км.

Иерархия компьютерных сетей лвс Глобальная сеть Региональная сеть лвс Региональная сеть

По типу среды передачи Проводные (с использованием медного коаксиального кабеля, витой пары, оптического волокна) Сети Беспроводные (с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне)

Средства передачи Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовать сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются адаптерами или сетевыми адаптерами. Физическая передающая среда представлена в ЛВС тремя типами кабелей: витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой; скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы; самый дешёвый тип кабеля, скорость передачи информации 0,25–1 Мбит/сек;

коаксиальный кабель отличается более высокой механической прочностью, помехозащищённостью и обеспечивает скорость передачи информации 10–50 Мбит/сек; ИзоляцияЗащитное покрытие Внутренний проводник

–оптоволоконный кабель идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, скорость передачи информации более 50 Мбит/cек. Защитное покрытие Стеклянное покрытие Оптическое волокно

Беспроводные сети Технологии радиосвязи пересылают данные на радиочастотах и практически не имеют ограничения по дальности. Они используются как в локальных сетях, так и для сетевых соединений на больших расстояниях. Поскольку радиосигналы легко перехватить, требуется защита данных (кодирование, шифрование) Передача в микроволновом диапазоне использует более высокие частоты и применяется как на коротких расстояниях, так и в глобальных коммуникациях – с помощью спутников и наземных спутниковых антенн. Главное ограничение: и передатчик и приемник должны быть в зоне прямой видимости.

Технологии, использующие инфракрасное (ИК) излучение, часто применяются для двусторонней или широковещательной передачи на близких расстояниях. Обычно используется в складских и офисных помещениях, чаще всего для взаимодействия с портативными (мобильными) устройствами. Хотя скорости инфракрасных сетей и удобство их использования очень привлекательны, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние более 30 метров. К тому же ИК-сигналы легко блокируются, а также подвержены помехам со стороны сильных источников тепла и света. Для связи между высотными зданиями применяют световое излучение в видимом диапазоне (например, с помощью лазеров).

Кабели «витая пара» категории 5е или более высокой сегодня являются наиболее универсальным, надежным и расширяемым решением для подключения к локальной сети стационарных станций и серверов. Оптоволокно чаще всего применяется для передачи сигналов на большие расстояния, например присоединении локальных сетей, расположенных в разных зданиях, районах. Использование радиосигналов обеспечивает подключение к сети мобильных устройств. Использование линий связи

По скорости передачи Сети Низкоскоростные (до 10 Мбит/с) Среднескоростные (до 100 Мбит/с) Высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с)

По распределению ролей между компьютерами Сети Одноранговые (Peer-to-Peer Network) Клиент-серверные (сети с выделенным сервером Dedicated Server Network)

Одноранговая сеть – в которой нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети могут быть доступны все устройства, подключённые к другим станциям (диски, принтеры).

Преимущества: легкость в установке и настройке; независимость отдельных компьютеров и ресурсов друг от друга; возможность для пользователя контролировать ресурсы своего компьютера; сравнительно низкая стоимость; отсутствие необходимости в дополнительном ПО; отсутствие необходимости в постоянном контроле администратора сети. Недостатки: необходимость помнить столько паролей, сколько имеется разделенных ресурсов (Windows 95/98), либо имени паролей для входа (Windows NT/200/XP); необходимость производить резервное копирование отдельно на каждом компьютере, чтобы защитить все совместно используемые данные; отсутствие возможности централизованного управления сетью и доступом к данным; как результат – низкая общая защищенность сети и данных.

Сеть с выделенным сервером – в которой один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер называется сервер. Задача сервера состоит в эффективной обработке большого числа запросов других компьютеров – клиентов.

Преимущества: использование мощного серверного оборудования обеспечивает быстрый доступ к ресурсам и эффективную обработку запросов клиентов; централизация данных и ресурсов позволяет наладить четкое управление информацией и пользовательскими данными; размещение данных на сервере существенно упрощает процедуры резервного копирования; повышается общая защищенность сети и сохранность данных. Недостатки неисправность сервера может сделать всю сеть практически неработоспособной, а ресурсы – недоступными; сложность развертывания и поддержки требует наличия квалифицированного персонала, что увеличивает общую стоимость сопровождения сети; стоимость сопровождения сети также увеличивается из- за потребности в выделенном оборудовании и специализированном ПО; требуется постоянное присутствие сетевого администратора.

Устройства связи Концентратор или хаб(hub) –простейшее устройство, обеспечивающее связь компьютеров друг с другом. В сетях, использующих коаксиальный кабель, концентраторы принято называть повторителями, или репитерами (repeater). –основная задача – принять, усилить и ретранслировать электрический сигнал, полученный от одного компьютера, во все остальные активные порты.

Мосты (bridge), а затем и коммутаторы (switch) –помогают в объединении сетей и устранении проблемы возникновения большого числа коллизий; –умеют определять MAC- адреса(обеспечивающие совместный доступ сетевых адаптеров к физическому уровню) источника и приемника, поддерживать таблицу соответствия своих портов и используемых в сети MAC-адресов. Различие: мост в каждый момент времени может передавать только один кадр, обслуживая передачу от одного компьютера к другому, а коммутатор умеет выстраивать большое число виртуальных каналов связи между портами, производя параллельную обработку кадров, поступающих с разных портов.

Маршрутизатор (роутер) – устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну операционную систему. –выбирает наилучший путь для передачи сообщения абоненту сети, фильтрует информацию, проходящую через него, направляя в одну из сетей только ту информацию, которая ей адресована. –конструктивно выполняются в виде плат, которые устанавливаются в компьютерах.

Шлюзы –устройства или программы, позволяющее объединять разнородные системы (например, почтовые шлюзы для связи различных систем электронной почты); –типичным примером, используемым в современных домашних сетях являются интегрированные устройства, в которых объединены ADSL-модем, беспроводная точка доступа и коммутатор.

Топология локальных сетей Топология локальных сетей – геометрическая схема соединений узлов сети.

Глобальная сеть Internet Это сеть, соединяющая отдельные сети. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Основные ячейки Internet – это локальные вычислительные сети. Важная особенность сети Internet в том, что она, объединяя различные сети, не создаёт никакой иерархии, все компьютеры равноправны.

Система адресации в Internet IP-адрес – это уникальная 32-разрядная последовательность двоичных цифр, с помощью которых компьютер однозначно идентифицируется в сети. IP - Internetwork Protocol – Межсетевой протокол Для удобства работы 32-разрядную последовательность обычно разделяют на 4 части по 8 бит (на октеты), каждый октет переводят в десятичное число и при записи разделяют эти числа точками. Распределением IP-адресов в мире занимается частная некоммерческая корпорация ICANN. Все используемые в Интернете адреса должны регистрироваться в находящейся по ее патронажем организации IANA (Internet Assigned Numbers Authority), что гарантирует их уникальность в масштабе всей планеты.

Доменная система имен(DNS) Ставит в соответствии числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя. Распределяются доменные имена международным координационным центром доменных имен и IP-адресации, в который входят по 5 представителей от каждого континента. Имеет иерархическую структуру: корневой домен - домены первого уровня – домены второго уровня и т.д. Домены первого уровня бывают 2-х типов: географические (2- ч буквенные – каждой стране соответствует код из 2-х букв) и административные – трехбуквенные.

Некоторые имена доменов верхнего уровня Администр.Тип организацииГеографич.Страна com коммерческая ru Россия edu образовательная su бывший СССР gov правительствен- ная us США org некоммерческая de Германия

Корень системы (обозначают точкой, в именах узлов просто опускается).com.edu.ru.be Домены первого уровня microsoft.com mail.rurambler.ru Домены второго уровня

Всемирная паутина (World Wide Web) Глобальная распределенная информационная система Web-серверов с самой разнообразной гипертекстовой информацией, доступ к которой осуществляется с помощью специальных программ-браузеров. Создание web-страниц осуществляется с помощью языка разметки гипертекста (HTML – Hyper Text Markup Language). Каждая web-страница имеет адрес – универсальный указатель ресурсов (URL)

Универсальный указатель ресурсов (URL) Universal Resource Locator Включает в себя протокол доступа к документу, доменное имя или IP-адрес сервера, на котором находится документ, а также путь к файлу и собственно имя файла. Протокол – набор правил и процедур, регулирующих порядок взаимодействия компьютеров в сети. Для доступа к web-страницам – протокол передачи гипертекста Для доступа к файлам на серверах файловых архивов – специальный протокол передачи файлов ftp://

Задание 1. Доступ к файлу http.txt, находящемуся на сервере осуществляется по протоколу ftp. В таблице фрагменты адреса файла закодированы буквами от А до Ж. Запишите последовательность этих букв, кодирующую адрес указанного файла. A:// Бhttp Вftp Г.net Д.txt Е/ Жwww ftp :// / http.txt Протокол имя сервера имя файла В А Ж Г Е Б Д

Поиск в Internet В поле ввода поисковой системы вводят ключевое слово или несколько слов, между которыми могут вставлять следующие символы: пробел или & – логическое И (в пределах предложения); && – логическое И (в пределах документа); | – логическое ИЛИ; ( ) – группирование слов; ~ – бинарный оператор И НЕ (в пределах предложения); ~~ – бинарный оператор И НЕ (в пределах документа); – поиск фразы; + – наличие в тексте слова обязательно; – – исключить документы, где встречается данное слово. Между словом и знаком плюс-минус не должно быть пробела.

Задание 2 В таблице приведены запросы к поисковому серверу. Расположите обозначения запросов в порядке возрастания количества страниц, которые найдет поисковый сервер по каждому запросу. А законы&физика Б законы|(физика &биология) В законы&физика &биология&химия Г законы|физика|биология

Рассмотрим множества страниц законы физика законы&физика законы физика биология законы|(физика &биология) законы физика биология законы|физика|биология законы физика биология химия законы&физика &биология&химия Ответ: ВАБГ А В Б Г