Правила обмена информации между компьютерами через сеть это

Компьютерные сети

Тип урока: урок с применением современных компьютерных технологий.

Вид: комбинированный урок.

Технология: проблемно – ориентированная.

Время проведения: первый урок по теме: “Компьютерные сети”.

Наглядность: презентация “Компьютерные сети”, плакаты (топология локальных сетей).

Самостоятельная творческая работа учащихся.
Изложение нового материала.
Лабораторная работа в локальной сети компьютерного класса.
Обсуждение и анализ результатов.
Подведение итогов.

Какой случай наиболее удобный?
Можно ли объединить компьютеры в сеть?
Что необходимо, чтобы сеть работала?

Нарисуйте рисунки.
Найдите способ, обеспечивающий самый короткий маршрут передачи информации между любыми двумя абонентами.

Последовательное кольцом — каждый компьютер, соединён друг с другом, сигнал, несущий информацию идёт по кругу ( рисунок2 ).
Соединение звездой — используется отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства ( рисунок3 ).
Древовидное соединение- имеется один центральный сервер для всей сети и несколько файловых серверов для разных рабочих групп ( рисунок4 ).

Творческое задание 2. Рассмотрите достоинства и недостатки таких объединений.

Критерии оценки сети	Шинная	Кольцевая	Звезда	Древовидная
Экономические затраты на кабель
Возможность нелегального подключения
Возможность подключения абонента без остановки работы сети
Возможность обмена информацией без сервера
Влияет ли поломка компьютера абонента на работу сети?

Локальные сети — это соединение 3-х и более компьютеров друг с другом на небольшом расстоянии с помощью кабелей.

Как соединить компьютеры, находящиеся в пределах одной области?
Какие каналы связи используются для соединения?

Как соединить компьютеры по всему миру?

В качестве линий связи используются выделенные каналы (телефонные, кабельные, спутниковые) или коммутируемые телефонные линии. Самый распространённый способ подключения – это IP подключение: постоянное (по выделенной линии) или сеансовое (по коммутируемой линии). IP означает Internetwork Protocol – Международный сетевой протокол. Сетевой протокол – это программа, содержащая набор правил, устанавливающих тип используемых данных, стандарты связи, правила обработки ошибок. Для передачи по сети файл разбивается на несколько частей – пакетов. Каждый пакет передаётся независимо от остальных. На конечном пункте в компьютере все пакеты собираются в один файл. Чтобы сеть, состоящая из равноправных компьютеров, работала, каждому компьютеру присваивается имя. Все правила кодирования и пересылки файлов записываются в сетевом протоколе IP. Для объединения сетей, работающих по протоколу IP и сетей, работающих по другим протоколам, необходимо было создать специальный межсетевой протокол. Этот протокол был создан в 1974 году и назван TCP. Протокол TCP обеспечивал передачу пакетов между компьютером – отправителем и компьютером- приемником; этот протокол позволял также досылать потерянные пакеты. В 1982 году эти два протокола объединили в один и назвали TCP/IP, он и стал стандартным протоколом объединения сети – Интернет. Сетевой протокол записывается в компьютер в виде специальной программы.

Проблемы соединения сетей.

Когда происходит объединение сетей, работающих по разным протоколам, возникает необходимость для перевода данных из формата, принятого в одной сети в формат, принятый в другой. Компьютеры и программы, выполняющие эту функцию, называются шлюзами.

Если объединяются две сети, использующие одинаковые протоколы, то оборудование, стоящее между ними называют мостами.

Серьёзной проблемой при работе в сети является защита информации от несанкционированного доступа. Для этих целей используется брандмауэр.

Брандмауэр – аппаратно – программное средство (межсетевой экран), которое предотвращает несанкционированный доступ в защищаемую сеть.

В качестве линий связи используются выделенные каналы (телефонные, кабельные, спутниковые) или коммутируемые телефонные линии, в этом случае используется модем.

Модем преобразует двоичный код компьютера в аналоговый электрический сигнал телефонной сети при передачи информации (модуляция) и производит обратное преобразование (демодуляция) во время приёма информации. Основной характеристикой модема является скорость передачи – приёма информации, которая измеряется в битах в секунду – бит/с.

Что такое Интернет? Кому принадлежит Всемирная Сеть и кто за нее платит?

Закрепление изложенного материала. Просмотр презентации “Компьютерные сети” ( Приложение1).

Практическая работа в локальной сети компьютерного класса.

Задание 2. Тест. Установите соответствие между столбцами и перешлите файл по локальной сети учителю:

1. Хост	1. Часть электронного адреса.
2. Брандмауэр	2. Соглашение о том, как взаимодействуют компьютеры друг с другом.
3. Интернет	3. Аппаратно – программное средство, которое предотвращает несанкционированный доступ в защищаемую сеть.
4. Звезда	4. Всемирная глобальная компьютерная сеть.
5. Протокол	5. Высокопроизводительный компьютер, обеспечивающий информационные услуги в сети.
6. Домен	6.Компьютер, предоставляющий услуги другим компьютерам.
7. Сервер	7. Соединение компьютеров, когда используется отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства.

По итогам работы учитель высылает по локальной сети Рабочую карту урока каждому ученику:

Каналы связи для обмена информацией между компьютерами

Компьютерные сети занимают все более важное место в жизни человечества. Сети могут объединять информационные ресурсы как небольших предприятий, так и крупных организаций, занимающих удаленные друг от друга помещения, подчас расположенные даже в разных странах. Это и определяет способ соединения компьютеров между собой и соответственно вид сети: локальную, региональную, корпоративную, глобальную.

Локальные сети

Представьте себе компьютерную сеть поликлиники с центральным компьютером, содержащим информацию обо всех пациентах. В кабинете каждого врача находится компьютер, на экран которого, при необходимости, выводятся сведения о конкретном больном. Врач обновляет их, сохраняет в базе данных центрального (главного) компьютера, и они становятся доступными другим специалистам, например физиотерапевту, невропатологу, кардиологу. Кроме того, эта же информация выводится и на компьютер регистратуры, где пациент может заказать себе направление на обследование или на прием к нужному врачу. В компьютере можно также хранить информацию о расписании работы специалистов, выдаче талонов на прием к ним и т. п.

Компьютерной сетью может быть оснащено и торговое предприятие. Тут с ее помощью можно хранить сведения о товарах и их стоимости, обрабатывать информацию о продажах, вести учет качества проданного товара и пр. Вся эта информация хранится централизованно, на сервере.

Компьютерная сеть может объединять компьютеры всей школы, установленные в самых разных рабочих местах: в кабинетах администрации, в библиотеке, в классах информатики и других кабинетах. Можно объединить с помощью сети, например, два или три домашних компьютера учащихся, живущих по соседству.

В офисе, работая в сети, разные сотрудники имеют доступ к одним и тем же внутренним источникам информации для подготовки различных отчетов, составления расписания и планирования общей деятельности предприятия. Специальные сетевые программы позволяют автоматически планировать собрания, подбирая наиболее подходящее для всех работников время, начальник может проверять, выполнены ли его поручения, которые он разослал по сети, и т. п. Все описанные выше примеры сетей предназначены для обработки информации местного значения. Как правило, такие сети связывают компьютеры, расположенные на небольших расстояниях (порядка 50-100 метров) в пределах здания, и потому называют их локальными (местными). Около 90 % информации, циркулирующей в таких сетях, — это информация местной организации.

Локальная сеть — соединение компьютеров, расположенных на небольших расстояниях друг от друга.

Региональные и корпоративные сети

Нередко в том же офисе, школе или поликлинике возникает необходимость получить информацию от других аналогичных организаций. В таких случаях между собой соединяют компьютеры, расположенные не только в одном или нескольких помещениях.

Представьте себе систему хранения информации в библиотеках. Тут необходимо по каждой книге иметь самые разные сведения: название, данные об авторах, издательстве, количество имеющихся экземпляров, аннотацию содержания и пр. Если сделать такую информацию доступной большому количеству библиотек, то можно улучшить обслуживание читателей, усовершенствовать организацию межбиблиотечного фонда для обмена книгами. Объединение библиотек в централизованную компьютерную сеть позволяет обеспечить всем библиотекам доступ к любой необходимой информации о книгах.

С центральной библиотекой может быть связана как библиотека, где имеется только один компьютер, так и библиотека, в которой установлена локальная сеть. Для связи компьютеров может быть использована телефонная линия. Такая сеть уже имеет региональное значение. В качестве примера можно привести сеть библиотек Петербурга и Ленинградской области.

Региональная сеть — объединение компьютеров и локальных сетей для решения общих проблем регионального масштаба.

Вспомним и о том, как заказываются железнодорожные билеты. По запросу любого кассира-оператора на его монитор выводится информация о наличии свободных мест в поезде, стоимости проездных билетов и т. п. По указанию пассажира кассир через сеть вводит в центральный компьютер запрос на приобре тение билета и оформляет его продажу. Причем оплаченное место сразу же изымается из дальнейшей продажи. Представьте себе, что все эти компьютеры не были бы соединены в сеть. Тогда бы совершенно утрачивался смысл их использования, так как после каждого рабочего дня приходилось бы делать общие изменения о наличии свободных мест в каждом отдельном компьютере, сообщать другим кассирам о непроданных билетах и думать, как организовывать продажу билетов на следующий день.

Централизованная сеть легко решает такие проблемы. Продажа билетов на одни и те же маршруты может вестись из нескольких городов. И такую сеть уже нельзя назвать локальной. Она служит для обработки информации одной фирмы или объединения фирм и потому называется корпоративной (от слова «корпорация» — объединение).

Корпоративная сеть — объединение локальных сетей в пределах одной корпорации.

Корпоративные сети предназначаются для обслуживания клиентов в различных удаленных друг от друга пунктах, например в гостиницах. Они могут связывать в пределах одной корпорации филиалы, находящиеся в разных странах. Информация может изменяться работниками, имеющими доступ к ней. Описанные выше сети могут иметь выход в другие внешние сети, например, для того, чтобы получить информацию из удаленных баз данных глобального значения или переслать сообщения по электронной почте в другую сеть, отправить факс.

Глобальные сети

Централизованная обработка данных не всегда надежна, так как выход из строя центрального компьютера может привести к потере важной информации или вообще парализовать на некоторое время работу сети. Поэтому возникла необходимость децентрализованной обработки информации в сети. Разработка средств и методов передачи информации на большие расстояния сделала возможным появление глобальных сетей. Идея их построения заключается в том, что мощные компьютеры связаны между собой и могут обмениваться информацией в трансконтинентальных масштабах.

Серверы глобальных сетей предоставляют другим компьютерам, зарегистрированным на них, доступ не только к своим ресурсам (информационным и программным, электронной почте, компьютерным конференциям), но и к ресурсам других серверов сети и обеспечивают их пользователям возможность работы с информацией за пределами своего компьютера, открывая доступ к ресурсам удаленных машин.

За последние годы глобальные сети объединились между собой, и такое объединение носит название Интернет (Internet). Пользователи Интернета могут найти в этой сети все, что только не пожелают. Это файлы, изображения, звуки, созданные в различных компьютерных средах и хранящиеся в файловых архивах серверов. Их можно копировать на свой компьютер и открывать с помощью приложений, в которых они созданы. Из Интернета можно получать ежедневно меняющуюся информацию: прогнозы погоды, курсы валют, статистические сводки, репертуар театров и меню ресторанов, любые программы и т. д.

Удаленный доступ (доступ к информации с большого расстояния по сети) позволяет организовать обучение на любом расстоянии (дистанционное обучение). Например, можно проводить урок одновременно в разных школах мира, общаясь непосредственно с каждым присутствующим на таком уроке, или организовать лекции Известных профессоров для широкого круга слушателей из разных стран мира. Связь на расстоянии делает реальными консультации крупных специалистов при проведении хирургических операций, консилиумов, демонстраций этих операций для обучения медицинского персонала.

Особенно привлекательным стало использование глобальных сетей в связи с развитием мультимедийных средств, то есть графики, видео и звукового сопровождения. Документы, содержащие такие компоненты, стали наиболее популярными среди доступной информации в Интернете.

Чтобы не запутаться в огромных потоках информации, на серверах сети существуют специальные поисковые системы. Они осуществляют поиск информации, ее анализ и предоставление пользователю по его запросу адресов местонахождения нужной информации.

Глобальная сеть обеспечивает эффективный доступ к информации в мировых масштабах.

Глобальная сеть — объединения компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.

Каналы связи для обмена информацией между компьютерами

Основная цель создания любой компьютерной сети (локальной или глобальной) состоит в обеспечении обмена информацией между объектами (серверами и клиентами) сети. Очевидно, что для этого необходимо осуществить связь компьютеров между собой. Поэтому обязательными компонентами любой сети являются всевозможные каналы связи (проводные и беспроводные), для которых используют различные физические среды. В соответствии с этим в сетях различают такие каналы связи, как телефонные и оптоволоконные линии, радиосвязь, космическая связь и др.

Назначение каналов связи в компьютерной сети легко понять, если сравнить их с транспортными каналами системы грузовых или пассажирских перевозок. Транспортировка пассажиров может происходить по воздуху, с помощью железных дорог или водных (морских или речных) путей. В зависимости от среды транспортировки выбирают средство передвижения. Через компьютерные сети транспортируется информация. Среды, в которых происходит связь компьютеров сети, определяют средства соединения компьютеров. Если это среда, требующая телефонной связи, то соединение осуществляется через телефонный кабель. Широко применяются соединения компьютеров с помощью электрических кабелей, радиоволн, оптоволоконных кабелей и т. д.

Все это различные каналы связи. Эффективность связи в компьютерных сетях существенно зависит от следующих основных характеристик (параметров) каналов связи:

♦ пропускной способности (скорости передачи данных), измеряемой количеством бит информации, переданных по сети в секунду;

Топология сети

Топологией сети называется схема размещения и подсоединения устройств сети. Сетевая топология делится на:

Физическую. То есть описывающую фактическое местоположение и взаимосвязи узлов сети.
Логическую. То есть описывающую прохождение сигналов в пределах физической топологии.
Информационную. То есть описывающую направленность информационных потоков, которые передаются по сети.
Управляющую обменом. Фактически передающую права на эксплуатацию сети.

Есть различные методы подсоединения устройств сети. Можно выделить следующие основные топологии:

Шинная.
Закольцованная.
По типу звезды.
В формате дерева.

Существуют также добавочные топологии (являются производными от основных):

По типу двойного кольца.
Топология ячеек.
По типу решётки.
По типу толстого дерева (Fat Tree).

Все добавочные топологии — это комбинации основных топологий. Их ещё называют смешанными или гибридами, но отдельные их виды могут иметь и собственные обозначения, к примеру «дерево».

Шинная топология (общая шина) предполагает наличие общего кабельного соединения, которое называется шиной или магистралью. К ней подсоединяются все рабочие станции. Концы кабелей оснащены терминаторами, которые служат для блокировки отражённого сигнала. То есть в этой топологии заложено применение единого кабеля, к которому подключены все сетевые компьютеры. Отправленная любой рабочей станцией информация передаётся на все сетевые компьютеры. Каждый компьютер выполняет проверку адреса сообщения и если он является адресатом, то выполняет обработку информации. Для устранения взаимных помех, служат специально принимаемые меры.

Преимущества шинной топологии:

Требуется мало времени, чтобы построить сеть.
Невысокая стоимость.
Несложная настройка.
Поломка одной рабочей станции не влияет на функционирование всей сети.

К недостаткам следует отнести:

Неисправности в сети, типа разрыва кабеля или неисправности терминатора, могут заблокировать функционирование всей сети.
Затруднён поиск неисправности.
При подключении новых рабочих станций снижается суммарное быстродействие сети.

Кольцом называется топология, при которой компьютер соединяется по каналам связи лишь с двумя другими. От первого компьютера он принимает данные, а второму лишь пересылает свою информацию. Каждый канал связи обслуживается только одним приёмником и одним передатчиком. Такой метод даёт возможность не использовать внешние терминаторы.

Звезда является основной топологией компьютерных сетей. В ней все машины сети связаны с центральным коммутатором и эта структура образует физический сегмент сети. Такой сегмент способен работать как самостоятельно, так и в качестве элемента более мощной сетевой топологии (например, топология дерево).

Древовидная топология по сути является топологией звезда. Если мы представим себе дерево с растущими из его ствола ветками, то увидим топологию звезды. По началу топология называлась «дерево», затем к этому термину стали добавлять в скобках «звезда». Сегодня принято указывать только «звезда».

Лекция. Передача информации между компьютерами.

Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи:

объединение двух рядом расположенных компьютеров посредством специального кабеля;
передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных, беспроводных или спутниковых линий связи;
объединение компьютеров в компьютерную сеть

Часто при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим — роль пользователя этих ресурсов. В этом случае первый компьютер называется сервером, а второй —клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под управлением специального программного обеспечения.

Сервер (англ. serve — обслуживать) — это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечиваетобслуживание 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.

Компьютерная сеть (англ. ComputerNetWork, от net — сеть, и work — работа) — это система обмена информацией между компьютерами. Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.

Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей.

Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов:

оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;
промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;
смежный узел — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Наиболее распространенные виды топологий сетей:

1. Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

2. Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

3. Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.

4. Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

5. Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

6. Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.

Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура.

В современном мире, переживающем информационный бум, всё большее значение приобретает проводная связь — телефония и интернет, которая позволяет людям не только общаться друг с другом на огромном расстоянии, но и пересылать за какие-то доли секунды огромные объёмы информации.

Существует несколько типов проводных линий связи:

1. медная витая пара проводов

2. коаксиальный кабель

3. волоконно-оптическая линия связи

Самой распространённой, дешёвой и простой в монтаже и последующем техническом обслуживании является витая пара. Волоконно-оптическая линия связи, напротив, является наиболее сложной и дорогостоящей.

Несмотря на бурное развитие в последние годы всевозможных средств беспроводной связи, таких, как мобильные или спутниковые телефоны, проводная связь, видимо, будет сохранять свои позиции ещё долгое время.

Основными преимуществами проводной связи перед беспроводной являются простота устройства линий связи и стабильность передаваемого сигнала (качество которого, например, практически не зависит от погодных условий).

Прокладка проводных (кабельных) линий связи для предоставления услуг телефонии и интернет, связана со значительными материальными затратами, а также представляет собой весьма трудоёмкий процесс. Однако, несмотря на подобные сложности, инфраструктура проводной связи постоянно обновляется и совершенствуется.

Беспроводные сетевые технологии группируются в три типа, различающиеся по масштабу действия их радиосистем, но все они с успехом применяются в бизнесе.
1. PAN (персональные сети) — короткодействующие, радиусом до 10 м сети, которые связывают ПК и другие устройства — КПК, мобильные телефоны, принтеры и т. п. С помощью таких сетей реализуется простая синхронизация данных, устраняются проблемы с обилием кабелей в офисах, реализуется простой обмен информацией в небольших рабочих группах. Наиболее перспективный стандарт для PAN — это Bluetooth.
2. WLAN (беспроводные локальные сети) — радиус действия до 100 м. С их помощью реализуется беспроводной доступ к групповым ресурсам в здании, университетском кампусе и т. п. Обычно такие сети используются для продолжения проводных корпоративных локальных сетей. В небольших компаниях WLAN могут полностью заменить проводные соединения. Основной стандарт для WLAN — 802.11.
3. WWAN (беспроводные сети широкого действия) — беспроводная связь, которая обеспечивает мобильным пользователям доступ к их корпоративным сетям и Интернету.

На современном этапе развития сетевых технологий, технология беспроводных сетей Wi-Fi является наиболее удобной в условиях, требующих мобильность, простоту установки и использования. Wi-Fi (от англ. wirelessfidelity — беспроводная связь) — стандарт широкополосной беспроводной связи, разработанный в 1997г. Как правило, технология Wi-Fi используется для организации беспроводных локальных компьютерных сетей, а также создания так называемых горячих точек высокоскоростного доступа в Интернет.

Будущее развития телекоммуникационных услуг в немалой степени заключается в грамотном сочетании проводной и беспроводной связи, где каждый вид связи будет использоваться там, где это наиболее оптимально.

Тема урока № 3:

Практическая работа №18

Поисковые системы. Пример поиска информации на государственных образовательных порталах.

1. Цель работы: научиться осуществлять поиск информации с помощью поисковых систем.

2. Оборудование, приборы, аппаратура, материалы: персональный компьютер с выходом в Интернет.