Специальный курс

Тема 1 «Основные понятия компьютерных сетей. История Интернета» Как организуется межкомпьютерная связь? Что такое компьютерная сеть? Как соединяются между собой устройства сети? Как классифицируют компьютерные сети по степени географического распространения? Как соединяются между собой локальные сети? Как работают беспроводные сети? Что такое сеть Интернет и как она работает? Основные возможности, предоставляемые сетью Интернет Краткая историческая справка

Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи: объединение двух рядом расположенных компьютеров через их коммуникационные порты посредством специального кабеля; передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных или спутниковых линий связи; объединение компьютеров в компьютерную сеть.

Сервер (англ. serve обслуживать) это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования). Клиент (иначе, рабочая станция) любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.

Протокол коммуникации это согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными устройствами передачи данных. Имеются протоколы для скорости передачи, форматов данных, контроля ошибок и др.

Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net сеть и work работа) совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.

Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, называется ее топологией. Топология характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих объектов, их типы, длины каналов, хотя при проектировании эти факторы очень важны.

Линейная сеть

Кольцевая сеть

Древовидная сеть

Звездообразная сеть

Полносвязаная и ячеистая сеть

Архитектура сети это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик.

Ethernet (англ. ether эфир) широковещательная сеть. Arcnet (Attached Resource Computer Network компьютерная сеть соединённых ресурсов) широковещательная сеть. Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов маркера из смежного предыдущего узла. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. АТМ (Asynchronous Transfer Mode) перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям.

Сетевые кабели (коаксиальные, состоящие из двух изолированных между собой концентрических проводников, из которых внешний имеет вид трубки; оптоволоконные; кабели на витых парах, образованные двумя переплетёнными друг с другом проводами, и др.). Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру; разъёмы для соединения отрезков кабеля. Сетевые интерфейсные адаптеры для приёма и передачи данных. Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов. Хабы (концентраторы) и коммутирующие хабы (коммутаторы) расширяют топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Повторители (репитеры) усиливают сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине.

По степени географического распространения сети делятся на локальные, городские, корпоративные, глобальные и др.

Локальная сеть (ЛВС или LAN Local Area NetWork) сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия.

Глобальная сеть (ГВС или WAN World Area NetWork) сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.

Городская сеть (MAN Metropolitan Area NetWork) сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города.

Мост (англ. Bridge) связывает две локальные сети. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Ниже на рисунке показаны три локальные сети, соединённые двумя мостами.

Маршрутизатор (англ. Router) объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета.

Мостовой маршрутизатор (англ. Brouter) это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.

Шлюз (англ. GateWay), в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы.

Беспроводные сети используются там, где прокладка кабелей затруднена, нецелесообразна или просто невозможна. Для связи между беспроводной и кабельной частями сети используется специальное устройство, называемое точкой входа (или радиомостом). Можно использовать и обычный компьютер, в котором установлены два сетевых адаптера беспроводной и кабельный.

Другой важной областью применения беспроводных сетей является организация связи между удалёнными сегментами локальных сетей при отсутствии инфраструктуры передачи данных (кабельных сетей общего доступа, высококачественных телефонных линий и др.), что типично для нашей страны.

Если в сеть нужно объединить несколько сегментов, то используется топология типа "звезда". При этом в центральном узле устанавливается всенаправленная антенна, а удалённых узлах направленные.

Интернет гигантская всемирная компьютерная сеть, объединяющая десятки тысяч сетей всего мира. Её назначение обеспечить любому желающему постоянный доступ к любой информации.

Сеть была создана в 1984 году, и сейчас ею пользуются примерно сорок миллионов человек.

Самый распространенный и недорогой способ посредством модема и телефонной линии. При этом используются три типа подключения, отличающиеся друг от друга по объёму услуг и цене: почтовое позволяет только обмениваться электронной почтой с любым пользователем Интернет, самое дешёвое; сеансное в режиме on-line ("на прямом проводе") работа в диалоговом режиме все возможности сети на время сеанса; прямое (личное), самое дорогостоящее все возможности в любое время. При работе в сеансном режиме доступ к Интернет обычно покупается у провайдеров (англ. provide предоставлять, обеспечивать) фирм, предоставляющих доступ к некоторой части Интернет и поставляющих её пользователям разнообразные услуги.

Отдельные участки Интернет представляют собой сети различной архитектуры, которые связываются между собой с помощью маршрутизаторов. протокол TCP (Transmission Control Protocol) протокол управления передачей данных, использующий автоматическую повторную передачу пакетов, содержащих ошибки; этот протокол отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты и правильное восстановление информации из пакетов получателя; протокол IP (Internet Protocol) протокол межсетевого взаимодействия, отвечающий за адресацию и позволяющий пакету на пути к конечному пункту назначения проходить по нескольким сетям.

Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет имеет два равноценных уникальных адреса: цифровой IP-адрес и символический доменный адрес. Присваивание адресов происходит по следующей схеме: международная организация Сетевой информационный центр выдает группы адресов владельцам локальных сетей, а последние распределяют конкретные адреса по своему усмотрению. IP-адрес компьютера имеет длину 4 байта. Обычно первый и второй байты определяют адрес сети, третий байт определяет адрес подсети, а четвертый адрес компьютера в подсети. Для удобства IP-адрес записывают в виде четырех чисел со значениями от 0 до 255, разделенных точками, например: Адрес сети ; адрес подсети 5; адрес компьютера в подсети 150. Доменный адрес (англ. domain область), в отличие от цифрового, является символическим и легче запоминается человеком. Пример доменного адреса: barsuk.les.nora.ru. Здесь домен barsuk имя реального компьютера, обладающего IP-адресом, домен les имя группы, присвоившей имя этому компьютеру, домен nora имя более крупной группы, присвоившей имя домену les, и т.д. В процессе передачи данных доменный адрес преобразуются в IP- адрес.

World Wide Web главный информационный сервис. Электронная почта. Cистема телеконференций Usenet (от Users Network). Системы информационного поиска сети Интернет. Программа пересылки файлов Ftp. Программа удалённого доступа Telnet.