pora.zavantag.com Локальные и глобальные компьютерные сети. Определение локальной сети
страница 1

Локальные и глобальные компьютерные сети.

Определение локальной сети

Способов и средств обмена информацией за последнее время предложено множество: от простейшего переноса файлов с помощью дискеты до всемирной компьютерной сети Интернет, способной объединить все компьютеры мира. Какое же место в этой иерархии отводится локальным сетям?

Чаще всего термин "локальные сети" или "локальные вычислительные сети" (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть это такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых современных локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не точно. Например, некоторые локальные сети легко обеспечивают связь на расстоянии нескольких десятков километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, даже целого города. С другой стороны, по глобальной сети (WAN, Wide Area Network или GAN, Global Area Network) вполне могут связываться компьютеры, находящиеся на соседних столах в одной комнате, но ее почему-то никто не называет локальной сетью. Близко расположенные компьютеры могут также связываться с помощью кабеля, соединяющего разъемы внешних интерфейсов (RS232-C, Centronics) или даже без кабеля по инфракрасному каналу (IrDA). Но такая связь тоже почему-то не называется локальной.

Неверно и довольно часто встречающееся определение локальной сети как малой сети, которая объединяет небольшое количество компьютеров. Действительно, как правило, локальная сеть связывает от двух до нескольких десятков компьютеров. Но предельные возможности современных локальных сетей гораздо выше: максимальное число абонентов может достигать тысячи. Называть такую сеть малой неправильно.

Некоторые авторы определяют локальную сеть как "систему для непосредственного соединения многих компьютеров". При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без каких-либо посредников и по единой среде передачи. Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов (витая пара, коаксиальный кабель), так и оптоволоконные кабели. Определение передачи "без посредников" также не корректно, ведь в современных локальных сетях используются репитеры, трансиверы, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. Не совсем понятно, можно ли считать их посредниками или нет, можно ли считать подобную сеть локальной.

Наверное, наиболее точно было бы определить как локальную такую сеть, которая позволяет пользователям не замечать связи. Еще можно сказать, что локальная сеть должна обеспечивать прозрачную связь. По сути, компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Под удобством в данном случае понимается высокая реальная скорость доступа, скорость обмена информацией между приложениями, практически незаметная для пользователя. При таком определении становится понятно, что ни медленные глобальные сети, ни медленная связь через последовательный или параллельный порты не попадают под понятие локальной сети.

Из данного определения следует, что скорость передачи по локальной сети обязательно должна расти по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров. Именно это и наблюдается: если еще десять лет назад вполне приемлемой считалась скорость обмена в 10 Мбит/с, то сейчас уже среднескоростной считается сеть, имеющая пропускную способность 100 Мбит/с, активно разрабатываются, а кое-где используются средства для скорости 1000 Мбит/с и даже больше. Без этого уже нельзя, иначе связь станет слишком узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединенного сетью виртуального компьютера, снижать удобство доступа к сетевым ресурсам.

Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой — высокая скорость передачи информации по сети. Но это еще не все, не менее важны и другие факторы.

В частности, принципиально необходим низкий уровень ошибок передачи, вызванных как внутренними, так и внешними факторами. Ведь даже очень быстро переданная информация, которая искажена ошибками, просто не имеет смысла, ее придется передавать еще раз. Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые высококачественные и хорошо защищенные от помех линии связи.

Особое значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с большими нагрузками, то есть с высокой интенсивностью обмена (или, как еще говорят, с большим трафиком). Ведь если механизм управления обменом, используемый в сети, не слишком эффективен, то компьютеры могут подолгу ждать своей очереди на передачу. И даже если эта передача будет производиться затем на высочайшей скорости и безошибочно, для пользователя сети такая задержка доступа ко всем сетевым ресурсам неприемлема. Ему ведь не важно, почему приходится ждать.

Механизм управления обменом может гарантированно успешно работать только в том случае, когда заранее известно, сколько компьютеров (или, как еще говорят, абонентов, узлов) допустимо подключить к сети. Иначе всегда можно включить столько абонентов, что вследствие перегрузки забуксует любой механизм управления. Наконец, сетью можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты.

Таким образом, сформулировать отличительные признаки локальной сети можно следующим образом:



При таком определении понятно, что глобальные сети отличаются от локальных прежде всего тем, что они рассчитаны на неограниченное число абонентов. Кроме того, они используют (или могут использовать) не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи. А механизм управления обменом в них не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования.

Нередко выделяют еще один класс компьютерных сетей — городские, региональные сети (MAN, Metropolitan Area Network), которые обычно по своим характеристикам ближе к глобальным сетям, хотя иногда все-таки имеют некоторые черты локальных сетей, например, высококачественные каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. В принципе городская сеть может быть локальной со всеми ее преимуществами.

Правда, сейчас уже нельзя провести четкую границу между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную. Но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети.

По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всего локальные сети используются для разделения (совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. Полноценными абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например, принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают также возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что многократно ускоряет решение сложных математических задач. С их помощью, как уже упоминалось, можно управлять работой технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.

Однако сети имеют и довольно существенные недостатки, о которых всегда следует помнить:


Ничто не дается даром. И надо хорошо подумать, стоит ли подключать к сети все компьютеры компании, или часть из них лучше оставить автономными. Возможно, что сеть вообще не нужна, так как породит гораздо больше проблем, чем позволит решить.

Здесь же следует упомянуть о таких важнейших понятиях теории сетей, как абонент, сервер, клиент.

Абонент (узел, хост, станция) — это устройство, подключенное к сети и активно участвующее в информационном обмене. Чаще всего абонентом (узлом) сети является компьютер, но абонентом также может быть, например, сетевой принтер или другое периферийное устройство, имеющее возможность напрямую подключаться к сети. Далее в курсе вместо термина "абонент" для простоты будет использоваться термин "компьютер".

Сервером называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует их ресурсы. Таким образом, он обслуживает сеть. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно, что сервер — самый мощный компьютер. Выделенный (dedicated) сервер — это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может помимо обслуживания сети выполнять и другие задачи. Специфический тип сервера — это сетевой принтер.

Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает, а он ей только пользуется. Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией. В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером.

Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами — клиентом.


Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Классификация компьютерных сетей

по степени географического распространения:

по типу среды передачи:

по скорости передачи информации:

по принадлежности:

Топология - способ соединения компьютеров в сети (геометрическая схема соединения). Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда» (рис. 1).

Рисунок 1- Топологии сетей Ethernet

В настоящее время топология современных локальных сетей стала практически независимой от применяемых технологий (Ethernet и Token Ring), что и обусловило появление концепции структурированных кабельных систем СКС (SCS – Structured Cabling System). Стандарты на СКС должны определять следующие позиции: среда передачи данных; топология; допустимые расстояния (длина кабелей), интерфейс подключения пользователей (сетевые платы), кабели и соединительная аппаратура, пропускная способность, практика установки.


Физическая среда передачи данных включает:

Логическая среда передачи данных определяется:


Линии связи классифицируются на

беспроводные

кабельные

Протокол – это перечень «правил», определяющий сетевое взаимодействия компьютеров в рамках одного уровня.
Пакет – блок данных, используемый для передачи данных по сети, имеющий строго-определенную структуру, включающую в себя заголовок и поле данных. В Internet данные разбиваются на маленькие части, которые заключаются в пакеты; каждый пакет пересекает сеть отдельно от других. Размеры пакетов могут меняться от примерно 40 до 32000 байт, в зависимости от оборудования, каналов связи в сети, но, обычно, пакеты не бывают длиннее 1500 байт.

В 1993 году узаконили четыре уровня сетевого взаимодействия стека протоколов TCP/IP:

  1. канальный (сетевые аппаратные средства и драйверы устройств);

  2. сетевой (базовые коммуникации, адресация и маршрутизация);

  3. транспортный (связь между программами в сети);

  4. прикладной (прикладные программы конечных пользователей).

Понятие о глобальных сетях


    Теперь поговорим о глобальных сетях.

    Глобальная сеть – это объединения компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов. На сегодняшний день их насчитывается в мире более 200. Из них наиболее известной и самой популярной является сеть Интернет.

    В отличие от локальных сетей в глобальных сетях нет какого-либо единого центра управления. Основу сети составляют десятки и сотни тысяч компьютеров, соединенных теми или иными каналами связи. Каждый компьютер имеет уникальный идентификатор, что позволяет "проложить к нему маршрут" для доставки информации. Обычно в глобальной сети объединяются компьютеры, работающие по разным правилам (имеющие различную архитектуру, системное программное обеспечение и т.д.). Поэтому для передачи информации из одного вида сетей в другой используются шлюзы.

Протокол обмена - это набор правил (соглашение, стандарт), определяющий принципы обмена данными между различными компьютерами в сети.


    Протоколы условно делятся на базовые (более низкого уровня), отвечающие за передачу информации любого типа, и прикладные (более высокого уровня), отвечающие за функционирование специализированных служб.

Главный компьютер сети, который предоставляет доступ к общей базе данных, обеспечивает совместное использование устройств ввода-вывода и взаимодействия пользователей называется сервером.

Компьютер сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает называется клиентом (часто его еще называют рабочей станцией).


    Для работы в глобальной сети пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение.

    Программное обеспечение можно разделить на два класса:



    Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги: электронная почта, удаленный доступ к любому компьютеру сети, поиск данных и программ и т.д.

Любой канал связи имеет ограниченную пропускную способность, это число ограничивается свойствами аппаратуры и самой линии (кабеля). Объём переданной информации I вычисляется по формуле:



где q- пропускная способность канала (бит/с)

t-время передачи (сек)

Что такое IP адрес?

IP-адрес (aй-пи адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к интернету.

Каждый компьютер в сети Интернет имеей свой IP-адрес. Так как вы в настоящий момент подключены к интернету — это означает, что и у вашего компьютера также имеется свой уникальный адрес в сети. Однако вы можете быть подключены к интернету через маршрутизатор в вашей локальной сети. В этом случае ваш компьтер из интернета виден с тем адресом, который имеет ваш маршрутизатор.

IP-адреса состоят из четырех чисел (от 0 до 255), разделенных точками и выглядят как 127.0.0.1 или 245.139.237.146.

Поскольку эти номера обычно назначаются провайдерами интернет услуг в регионе на базе блоков, IP-адрес может быть использован для определения региона или страны, из которой компьютер подключается к Интернет.

Поскольку для человека запоминать IP-адреса дело довольно утомительное, существуют специальные базы соответствий IP адресов символьным именам, которые проще запоминать. Такие имена называются узлами (hostname). Узлы могут быть преобразованы в IP адреса и наоборот.

IP адреса могут быть статические (в том случае, если отдельному пользователю провайдером выделен один постоянный адрес), а также динамическими (если провайдер выдает пользователю IP адрес в момент подключения из пула свободных адресов по DHCP).

Кроме того один компьютер на основе виртуальных узлов может действовать как несколько устройств с несколькими IP адресами и узлами. Например, — услуги хостинга в Интернет.

Знание своего IP адреса позволяет организовать доступ к службам и программам на своем компьютере (игры, чаты, FTP, удаленный доступ к рабочему столу и др.)

Что такое прокси (proxy) сервер?

Прокси-сервер (от англ. proxy — «представитель, уполномоченный») — служба в компьютерных сетях, позволяющая клиентам выполнять косвенные запросы к другим сетевым службам. Сначала клиент подключается к прокси-серверу и запрашивает какой-либо ресурс (например, файл), расположенный на другом сервере. Затем прокси-сервер либо подключается к указанному серверу и получает ресурс у него, либо возвращает ресурс из собственного кеша (в случаях, если прокси имеет свой кеш). В некоторых случаях запрос клиента или ответ сервера может быть изменён прокси-сервером в определённых целях.

Чаще всего прокси-серверы применяются для следующих целей:


Многие прокси-серверы используются для нескольких целей одновременно. Некоторые прокси-серверы ограничивают работу несколькими портами: 80 (Браузер), 443 (Шифрованное соединение (HTTPS)), 21 (FTP).

В отличие от шлюза прокси-сервер чаще всего не пропускает ICMP-трафик (невозможно проверить доступность машины командами ping и traceroute).

Прокси-сервер, к которому может получить доступ любой пользователь сети интернет, называется открытым.

Информационные услуги сети Интернет

Ресурс - логическая или физическая часть вычислительной системы, которая может быть выделена пользователю и/или процессу: время центрального процессора, область оперативной или внешней памяти, логическое или физическое внешнее устройство. Примеры использования ресурсов вычислительных систем показаны на рис. 3: а) - отдельного компьютера; б), в) – вычислительной сети (в последнем случае часть ресурсов компьютеров отдается для общего использования, т.е. из этих ресурсов складываются ресурсы компьютерной сети).


Информационные услуги Internet - это вся совокупность информационных технологий и баз данных, которые доступны при помощи этих технологий. К их числу относятся например, электронная почта, система телеконференций Usenet, система файловых архивов FTP, базы данных WWW и др.

Для доступа к ресурсам Internet используются URL адреса. В общем случае URL содержит: информацию о сетевом протоколе; адрес хоста (доменное имя); адрес файла (имя файла).



Формат URL: <схема (протокол)>://<пользователь>:<пароль>@<хост>/<путь>

Примеры URL:

Провайдер – организация, предоставляющая доступ к ресурсам Internet.

Выделенная линия (dedicated line, leased line) - линия, постоянно включенная между двумя точками. Выделена в полное и безраздельное пользование. Обычно используется для подключения локальной сети средних размеров через компьютер поставщика в сеть.

Виды доступа в Internet:

Модем (пpоисходит от модуляция-демодуляция) - устройство, преобразующее цифровые сигналы в аналоговую форму за счет модуляции на передающей стороне и обратно за счет демодуляции на приемной стороне для передачи их по линиям связи аналогового типа, например, по телефону. Служит для подключения компьютера к последовательной линии (обычно к телефонной или аналогичной).

Скорость модема - количество информации, которую он способен передать за единицу времени, измеряется в битах в секунду, бывает 9600 б/с, 14.4 Кб/с, 28.8 Кб/с, 33.6 Кб/с, 56 Кб/с.

Провайдер- организация предоставляющая доступ к сети Интернет

Сервисы сетей в Internet

Сервис - это описание набора услуг, который предоставляется конкретной службой. Internet предоставляет средства обмена данными миллионам компьютеров.

Наиболее популярные виды сервиса Internet:



WWW (World Wide Web) - гипермедийная интерактивная информационная служба - наиболее популярный информационный сервис Internet Другие названия WWW – “Всемирная паутина”, Web. WWW служба основывается на понятии гипертекста, протоколе HTTP и языке HTML (рис. 5).

Гипертекст – распределенная система документов, связанных между собой с помощью гиперссылок.

Гиперссылка – фрагмент текста или графический элемент, по которому можно перейти к другому разделу документа или к другому документу.

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) - протокол передачи гипертекста – протокол прикладного уровня, разработанный для обмена гипертекстовой информацией в сети Internet.

HTML (Hyper Text Markup Language) - язык разметки гипертекста, применяемый для разработки web страниц

Web-сайт – информационный ресурс, состоящий из Web-страниц, связанных между собой ссылками и предназначенных для достижения единой цели.

HTML (Hyper Text Markup Language) - язык разметки гипертекста, применяемый для разработки web страниц

Программы браузеры – это программы, предназначенные для просмотра страниц Word Wide Web в сети Internet, а также в локальной сети Интранет. (Internet Explorer, Netscape Navigator, lynx и др.) Другие названия браузера – обозреватель, навигатор.

Сетевые объединения учителей

Сетевые сообщества или объединения учителей – это новая форма организации профессиональной деятельности в сети. Участие в профессиональных сетевых объединениях позволяет учителям, живущим в разных уголках одной страны и за рубежом общаться друг с другом, решать профессиональные вопросы, реализовать себя и повышать свой профессиональный уровень. В этой главе мы рассмотрим некоторые сетевые сообщества, а именно, виртуальные объединения учителей в нашей стране и за рубежом. Это - Содружество методических объединений (СОМ) http://center.fio.ru/som/, Всероссийский @вгустовский Интернет-Педсовет http://pedsovet.alledu.ru, «Интернет - государство учителей» (ИнтерГУру www.intergu.ru), некоторые региональные объединения учителей России и Еропейская Школьная Сеть www.eun.org., открытый класс www.openclass.ru


Вопросы и задания:

  1. Что такое информационные услуги сети Интернет

  2. Какое оборудование необходимо для доступа к сети Интернет.

  3. Что такое провайдер? Услугами каких провайдеров можно воспользоваться в вашем городе?

  4. Перечислите основные сервисы сети Интернет.

  5. Как вы думаете какие правила необходимо соблюдать при общении в сети Интернет.

  6. Найдите в сети Интернет форумы на интересующие вас темы. Сделайте анализ в тетради по плану. 1. На какую тему форум? 2. Соблюдаются ли нормы сетевого этикета на данном форуме? 3. Какие достоинства и недостатки данного форума?

Контрольные вопросы

  1. Дать определение компьютерной сети и ее назначения.

  2. По какому принципу строится архитектура сетей?

  3. Как классифицируются компьютерные сети по территориальному признаку?

  4. Какие существуют разновидности корпоративных сетей.

  5. Дайте определение понятиям "клиент", "сервер".

  6. Какие задачи решаются рабочими станциями, а какие сервером?

  7. Перечислите топологии компьютерных сетей. Назовите достоинства и недостатки.

Задания:

  1. Нарисуйте в текстовом редакторе схему компьютерной подсети вашего учебного класса.

  2. Посмотрите входит ли в локальную сеть ваш учебный компьютер. Если да, то каким образом можно посмотреть ресурсы других компьютеров?

  3. Изобразите в текстовом редакторе известные вам топологии сетей.

Задание на дом: Подготовьте сообщение на одну из следующих тем:

  1. ICQ история появления, принцип действия

  2. Социальные сети: Одноклассники, В контакте. История появления. Есть ли подобные социальные сети в других странах, как они называются?

  3. Поисковые системы. Когда они появились. Как правильно составлять поисковые запросы? Какие поисковые системы существуют.

  4. Что такое скайп? Какие возможности он предоставляет пользователям?

  5. Интернет пиратство – что это такое? Откуда берется спам?

  6. Электронная почта. История появления, принцип действия. Какие существуют почтовые серверы. Что такое @? Как этот символ называется в России? В других странах?

  7. Телеконференция. Что это такое? Какое техническое оборудование необходимо для ее проведения?

Задачи:


  1. Информационное сообщение объемом 2,5 кбайт передается со скоростью 2560 бит/мин. За сколько минут будет передано данное сообщение?

  2. Какой объем информации можно передать за 10 мин по каналу с пропускной способностью 5 кбайт/с

  3. Передача данных через ADSL- заняла 5 минут. За это время был передан файл, размер которого 3000 Кбайт. Определите минимальную скорость (бит/с) (пропускную способность канала), при которой такая передача возможна.

  4. Какое количество байтов будет передаваться за 1 секунду. По каналу с пропускной способностью 100 Мбит/с?

  5. Через ADSL-соединение файл размером 2500 Кбайт передавался 40 секунд. Сколько секунд потребуется для передачи файла размером 2750 Кбайт.

  6. Модем передаёт данные со скоростью 56 Кбит/сек. Передача текстового файла заняла 4,5 минут. Определите, сколько страниц содержал переданный текст, если известно, что он был представлен в кодировке Unicode, а на одной странице – 3072 символа.



Задачи на дом:

а) Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 128000бит/с.Через данное соединение передают файл размером 625кбайт. Определите время передачи файла в секундах.



б) Передача данных через ADSL- заняла 2 минуты. За это время был передан файл, размер которого 3750Кбайт. Определите минимальную скорость (бит/с), при которой такая передача возможна
страница 1
скачать файл

Смотрите также:
Локальные и глобальные компьютерные сети. Определение локальной сети
204.27kb. 1 стр.

Г. Луга Сегодня все больше и больше компьютеров подключаются к работе в сети Интернет. Все большее количество детей получает возможность работать в мировой информационной сети
143.99kb. 1 стр.

Кроме этого в сети на 07 2006 г
15.11kb. 1 стр.

© pora.zavantag.com, 2018