Лекция 18. Локальные вычислительные сети (ЛВС). Типы и характеристики ЛВС. Протоколы передачи данных и методы доступа в ЛВС

Локальная сеть представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Локальные сети бывают одноранговыми ( каждый ПК равноправен ) и с выделенным сервером. Компьютер, предоставляющий свои ресурсы, называется сервером, а компьютер, пользующийся доступом к совместным ресурсам – клиентом. Сервер может использоваться как файл-сервер (на нем хранится большинства программ, а обработка происходит на ПК) и как клиент-сервер (ПК получает результаты запроса). Локальные вычислительные сети (ЛВС) обслуживают учреждения, фирмы, здания, так как могут объединять от двух абонентов до нескольких сотен. Intranet – это закрытая сеть предприятия, использующая технологии глобальной сети Internet . Эти технологии обеспечивают работу пользователей сети intranet и руководителей предприятия. Два стандарта Европейской физической лаборатории CERN: стандарт форматов файлов HTML и стандарт передачи файлов в этом формате HTTP формируют новое представление о доступе к информации. На клиентском месте достаточно иметь клиентскую программу просмотра – браузер, которая переводит HTML – файлы в видимое изображение. Доступ к информации обеспечивается стандартными программами просмотра – браузерами (Netscape Navigator, Internet Explorer). Внутренняя Web- сеть создает целостную, но одновременно распределенную структуру организации. Простые методы доступа к информации способствуют увеличению эффективности различных сфер деятельности предприятия. Разработчики программного обеспечения, руководители любого уровня, сотрудники бухгалтерии, планового, финансового и других отделов могут эффективно работать в Intranet сети. Для реализации внутренней Web –сети необходимо: связать компьютеры в сеть, на одном из серверов intranet создать Web – сервер, разместить на Web сервере необходимые документы, установить на каждый клиентский компьютер программу просмотра (Web –браузер

Локальная компьютерная сеть строится на функционировании трех компонентов : сетевых сервисов (ресурсов, которыми можно пользоваться совместно), среды передачи (канала передачи, метода передачи), протоколов (правил передачи данных). Существует проводная (кабельная ) и беспроводная среда передачи. Проводные системы представляют собой: неэкранированную витую пару, экранированную витую пару, коаксиальны кабель или волоконно-оптический кабель.

Все технические средства локальной сети классифицируют на две основные группы. К первой относится непосредственно сетевое оборудование (устройства для подключения оборудования внутри сегмента сети и сетевое оборудование для соединения между собой отдельных сегментов), а ко второй так называемое оборудование сетевой ассоциации (соединяющее несколько независимых частей сети для обеспечения совместного использования удаленных ресурсов).

Сетевое оборудование:

· Сетевые интерфейсные карты, модемы. (Это устройство, которое содержит все необходимое для соединения компьютера со средой передачи.)

· Коннектор ( каждый тип среды имеет свой тип коннектора, к которому можно подключать устройства.)

· Повторители ( как известно, электромагнитное излучение затухает с расстоянием. Это накладывает определенные ограничения на предельное расстояние между двумя устройствами в сети. Однако если поставить устройство, которое примет сигнал, усилит его и передаст дальше, это ограничение можно обойти. Повторители первого типа усиливают все сигналы и помехи и передают дальше, это недорогие устройства. Повторители второго типа выделяют сигналы и генерируют их точные копии, это дороже. )

· Хабы. (Некоторые сети используют централизованное соединение сегментов среды. Это характерно, например, для такой среды, как витая пара или инфракрасное соединение. Центральные точки называются хабама ( многопортовыми повторителями, концентраторами). Назначение хаба – передавать сигналы из одного сегмента в другой.) Различают три типа хаба:

· Пассивный, который просто соединяет сегменты, ничего не привнося. С его помощью можно соединять только сегменты среды одного типа. Очевидно, если существует ограничение на предельную длину сегмента, то измерять ее нужно между устройствами, а не между устройством и пассивным хабом, то есть надо четко понимать, что такой хаб не содержит в себе элементов повторителя. Он самый дешевый и абсолютно не вносит задержек

· Активный, который усиливает или регенерирует сигналы. Он, как и повторитель, позволяет увеличить расстояние между соединяемыми устройствами. Этот тип хабов дороже и вносит свои задержки

· интеллектуальный хаб, который, кроме функций активного хаба, может еще коммутировать сигналы так, чтобы они попадали только в те сегменты, для которых предназначены. Очевидно, что и цена, и задержки будут еще выше.

· Мосты. (Мост соединяет сегменты сети ( в том числе и с разной средой передачи). Основное назначение моста – фильтрация сигналов, с тем, чтобы сигналы, предназначенные только для устройств из одного сегмента, не попадали в другой. Например, мостом можно разделить сегмент с очень большим потоком информации на два сегмента таким образом, чтобы замкнуть трафик каждого сегмента внутри себя. Удачное разбиение может вдвое уменьшить трафик, неудачное ухудшить положение.)

· Мультиплексоры. ( Некоторые типы среды передачи способны передать существенно больше , чем необходимо, для передачи одного сигнала. Например, уплотнение голосовых телефонных каналов. Мультиплексор позволяет передавать несколько сигналов в одной среде передачи).

· Оборудование сетевой ассоциации:

· Маршрутизатор и мостмаршрутизатор. (Маршрутизаторы соединяют несколько отдельных локальных сетей. Назначение маршрутизатора для соединения отдельных сетей аналогично назначению моста для соединения отдельных сегментов. То есть, маршрутизатор должен изолировать внутри локальной сети информацию (трафик), предназначенную только для внутреннего использования и, наоборот, перенаправить из одной сети в другую межсетевой трафик.)

· Устройства сопряжения каналов (Устройства, обеспечивающие использование общедоступных сетей (например, ведомственных сетей), которые могут использовать различные стандарты на уровни и типы сигналов)

В 1977 г. Была разработана актуальная классификационная система, называемая «Эталонная модель взаимодействия открытых систем» (OSI). Модель создала международная организация по стандартизации (ISO). Модель состоит из следующих уровней: прикладного, уровня представления данных, сеансового уровня, транспортного, сетевого, канального и физического уровней. Важным фактором является взаимодействие между ними.

Топология сети описывает схему физического соединения компьютеров. На сегодня различают три классических типа сетевой топологии: «шина», «кольцо», «звезда». Наряду с базовыми топологиями существуют и комбинированные. По топологии «шина» все компьютеры подключаются к одному кабелю, на концах которого должны быть расположены так называемые терминаторы. Если отключение любого из компьютеров на работу сети никакого влияния не оказывает, то неисправность канала связи выводит из строя всю сеть. Топология «звезда» подразумевает подключение всех периферийных устройств через центральный узел. При топологии «кольцо» компьютеры сети связаны между собой по замкнутому кругу. Здесь используется витая пара или оптоволокно. Если происходит выход из строя одного компьютера, выйдет из строя вся сеть. Наиболее распространенными решениями для локальных сетей являются архитектуры Ethernet и Token Ring

Лекция19 Глобальные вычислительные сети. Понятие, организация, структура и функционирование Интернет

В узком смысле слова Интернет – это объединение сетей. Интернет можно рассматривать в физическом смысле как несколько миллионов компьютеров, связанных друг с другом всевозможными линиями связи, однако такой «физический» взгляд на Интернет слишком узок. Лучше рассматривать Интернет как некое информационное пространство. Интернет - это не совокупность прямых соединений между компьютерами. Данные, которые они посылают друг другу, разбиваются на пакеты, и даже в одном сеансе связи разные пакеты одного сообщения могут пройти разными маршрутами. Какими бы маршрутами ни двигались пакеты данных, они все равно достигнут пункта назначения и будут собраны вместе в цельный документ. При этом данные, отправленные позже, могут приходить раньше, но это не помешает правильно собрать документ, поскольку каждый пакет имеет свою маркировку. В Интернете информация перемещается между компьютерами, составляющими узлы сети, и какое-то время хранится на их жестких дисках.

Основы функционирования Интернета

В техническом понимании TCP/IP – это не один сетевой протокол, а два протокола, лежащих на разных уровнях ( это так называемый стек протоколов). Протокол TCP – протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. Протокол IP – адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача.

Протокол TCP

Согласно протоколу TCP, отправляемые данные «нарезаются» на небольшие пакеты, после чего каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем были данные, необходимые для правильной сборки документа на компьютере получателя. По одной линии связи могут передаваться в обе стороны множество TCP-пакетов от многочисленных клиентов. Пакеты каждого из документов поступают порознь, с разделением во времени, и по мере поступления собираются в разные документы.

Протокол IP

IP (Internet Protocol) – адресный протокол. Его суть состоит в том, что у каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP –адрес). Без этого нельзя говорить о точной доставке TCP-пакетов на нужное рабочее место. Этот адрес выражается четырьмя байтами, например: 195.38.46.11. Структура IP-адреса организована так, что каждый компьютер, через который проходит какой-либо TCP-пакет, может по этим четырем числам определить, кому из ближайших «соседей» надо переслать пакет, чтобы он оказался «ближе» к получателю. В результате конечного числа перебросок TCP-пакет достигает адресата. Решением вопросов, что считать «ближе», а что «дальше», занимаются специальные средства – маршрутизаторы. Роль маршрутизатора в сети может выполнять как специализированный компьютер, так и специальная программа, работающая на узловом сервере сети.

Интернет как социальное явление представляет собой сегодня глобальное средство коммуникаций, обеспечивающее обмен текстовой, графической, аудио- и видеоинформацией и доступ к онлайновым службам без территориальных или национальных границ. Глобальная сеть Интернет объединяет национальные Интернет сегменты более 170 стран мира. Впервые крупная компьютерная сеть была создана в 1969 г. В США. Это была сеть ARPAnet, которая объединила компьютерные центры министерства обороны и академических организаций. Развитие сети привело к появлению новой сетевой технологии, основанной на протоколах TCP/IP. Постепенно объединяя ARPAnet с аналогичными появляющимися сетями, американцы создали свою сеть internet, которая в дальнейшем послужила основой для создания Интернета. Созданная в 1990 г. Информационная система на базе гипертекста в международном европейском научном центре смогла внести огромный вклад в развитие Интернет-технологий. Так появилась система Word Wide Web. Несмотря на то, что любая сеть может присоединиться к Интернету, органом верховной власти в Интернете является ISOC общество с добровольным членством. Цель общества состоит в способствовании обмену информацией. Общество назначает, так называемый архитектурный совет Интернета, отвечающий за техническую политику, поддержку и управление сетью. Структура Интернета состоит из нескольких уровней. Самый низший уровень состоит из отдельных поставщиков сетевого сервиса – провайдеров. Сети этого уровня включают в себя межрегиональную и региональную транспортную среду, программно-аппаратные средства и персонал для ее поддержания. Следующий уровень, так называемый, уровень пиринга, использует несколько ISP и состоит из специальных узлов межсетевого обмена IP –трафиком . Более высокий уровень – опорные высокоскоростные инфраструктуры национального и межнационального масштаба. Ресурсы Интернета идентифицируются с помощью универсальной системы URL. URL обозначает протокол сервера и имя домена компьютера. Присвоением имен занимается корпорация по присваиванию имен (ICANN).